Erarbeitung von Maßnahmen zur Verbesserung des Produktintegrierten Umweltschutzes:Entwicklung eines zukunftsorientierten Stoffstrommanagements zur wirtschaftlichen Auslastung der Brennerei Glitz-Ehringhausen

Stoffflussübersicht der Fa. Glitz-Ehringhausen

Einleitung 

Die Firma Glitz-Ehringhausen betreibt einen landwirtschaftlichen Betrieb mit Schweinemast und Bullenmast, eine Biogasanlage sowie zwei Brennereien zur Herstellung von Rohbranntwein und Spirituosen.

Die anfallenden landwirtschaftlichen Wertstoffe (Wirtschaftsdünger, nachwachsende Rohstoffe) werden in der hofeigenen Biogasanlage, mit einer installierten Leistung von 110 kWel + 65 kWel, eingesetzt und zu elektrischem Strom und Wärme veredelt. Der produzierte Strom und die Wärme decken weitestgehend den Bedarf der einzelnen Betriebsanlagen. Der überschüssige Strom wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist und nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Die überschüssige Wärme wird zur Zeit über eine Notkühlung ungenutzt abgegeben.

Auf dem Hof Glitz-Ehringhausen existieren 2 Brennereien zur Herstellung von Rohbranntwein und Spirituosen.

Die Brennerei I (M+H Glitz GbR) betreibt Herr Manfred Glitz-Ehringhausen zusammen mit Herrn Heinrich Glitz. Diese Brennerei I besitzt Brennrechte zur Produktion von 1.245 hl Rohbranntwein pro Jahr und wird ausschließlich zur Produktion von Rohbranntwein genutzt.

Die Brennerei II betreibt Herr Glitz-Ehringhausen als Alleineigentümer. Diese Brennerei II besitzt Brennrechte zur Produktion von 1.735 hl Rohbranntwein pro Jahr. Neben der Produktion von Rohbranntwein werden in der Brennerei II auch Spirituosen in geringer Menge (ca. 20 hl/a) hergestellt.

Die Produktion von Rohbranntwein erfolgt nach der staatlichen Ausgabe der Nutzungsbegrenzungen, die in der Regel mit der Rohstoffernte (Weizen) einhergeht. Für die Produktion der erlaubten Menge Rohbranntwein werden ca. vier Monate benötigt, so dass die Anlagen in den übrigen Monaten außer Betrieb genommen werden.

Vor dem Hintergrund, dass die staatlich garantierte Abnahme von Branntwein aufgrund von EU Regelungen zum 31.12.2010 wegfallen wird (Anlage 9) und der Zielerklärung der Kommission der europäischen Gemeinschaft bis zum Jahre 2010 bis zu 5,75 % des gesamten Kraftstoffverbrauchs durch Biokraftstoffe zu ersetzen, soll mindestens eine der vorhandenen zwei Brennereien, durch die Herstellung von Bioethanol, zur Verwendung als Biokraftstoff, ausgelastet und somit wirtschaftlicher betrieben werden.

Die Zielerklärung der europäischen Kommission wird durch den Vorschlag zu einer Richtlinie zur Förderung der Verwendung von Biokraftstoffen (Anlage 8) formuliert.

Ziel des vorliegenden PIUS-Checks ist es, auf der Basis der gegenwärtigen Situation mögliche Zukunftsszenarien zu entwickeln, die ein optimiertes Stoffstrommanagement möglich machen und dabei ökologisch und ökonomisch sinnvoll sind.

Projektbeschreibung

Beschreibung der gegenwärtigen Situation

- Der landwirtschaftliche Betrieb

- Die Biogasanlage

- Die Brennerei I

- Die Brennerei II

Entwicklung eines Zukunftskonzeptes

 

Ergebnisse 

Die Stoffstrombetrachtungen und die simulierten Szenarien zeigen, dass die Erhöhung der Brennereikapazität der Brennerei II ökologisch und ökonomisch sinnvoll ist.

Die Brennerei I sollte dabei die Brennrechte der Brennerei II erwerben und die Brennerei II würde aus Gründen der Produktreinheit ausschließlich Bioethanol erzeugen.

Hinsichtlich der optimalen Betriebsdauer der Brennerei II muss die Beeinflussung der Stoffströme insgesamt betrachtet werden.

Betriebswirtschaftlich sinnvoll wäre ein 300 d/a – 24 h/d Betrieb der Brennerei II. Das Szenario I betrachtet diesen Fall. Allerdings würde die anfallende Schlempemenge dazu führen, dass die Biogasanlage erheblich zu erweitern wäre. Zudem würde die erforderliche Frischwassermenge um 27.868 m³/a auf 30.479 m³/a steigen. Weiterhin würde die auf die landwirtschaftliche Flächen auszubringende Gärrestemenge massiv steigen.

Als Szenario II wird daher die Eindickung der Schlempe von 6 % TS auf ca. 30 % TS betrachtet. Der landwirtschaftliche Betrieb kann dabei nahezu unbeeinflusst fortgeführt werden, lediglich die Zuführung der entwässerten Schlempe muss diskontinuierlich mit Hilfe eines Laders o.ä. durchgeführt werden. Darüber hinaus fällt durch den Dekanterbetrieb Dünnschlempe an, die bei der Bioethanolerzeugung zu ca. 50 % wieder für den Anmaischprozess genutzt werden kann. Die restliche Dünnschlempe mit einer Menge von ca. 12.000 m³/a müsste entweder als Bewässerungswasser auf die Felder ausgebracht werden oder mit Hilfe der thermischen Restenergie verdampft werden, die dazu aber nicht ausreicht.

Die Brennereien können ebenfalls weitgehend unbeeinflusst fortgeführt werden. Die Rohstoffe für die Ausweitung der Kapazität können aus der Region gedeckt werden, gleiches gilt sinngemäß für die Verbringung der Gärreste, die ebenfalls in der Region als Dünger genutzt werden können.

Die Generatorkapazität muss erhöht werden. Dies sollte durch eine Mikroturbine erfolgen, da mit diesem Aggregat auch gleichzeitig Dampf für die Kolonnen erzeugt werden kann. Der Dampfbedarf der Kolonnen kann damit zu ca. 15 % gedeckt werden. Diese Leistung kann auch durch eine Brennstoffzelle erreicht werden, die bei gleicher elektrischer Leistung etwa den 10-fachen Preis einer Mikroturbine hat. Die übrigen 85 % könnten z.B. durch eine Strohheizung gedeckt werden. Hierfür wäre eine Anlage mit einer Leistung von ca. 500 kW erforderlich. Der Heizstoffbedarf liegt bei ca. 900 t Stroh/a, der ebenfalls aus der Region gedeckt werden können.

Die überschüssige thermische Energie sollte zur Trocknung des eigenen Getreides und zur Lohntrocknung fremder Getreidemengen, insbesondere von Mais genutzt werden. Mais bietet sich an, da dieser über mehrere Wochen geerntet werden kann.

Insgesamt lässt sich zusammenfassen, dass durch die Ausnutzung der Brennereikapazität und intelligente Verknüpfung der Stoffströme ein innovatives Gesamtkonzept entstanden ist, für das eine Teilfinanzierung über Fördermittel angestrebt werden sollte.

 

Projektleitung


Prof. Dr.-Ing. Christof Wetter

Fachbereich Energie · Gebäude · Umwelt
Stegerwaldstraße 39
48565 Steinfurt
Tel: 02551 9-62725
Fax: 02551 9-62717

wetterfh-muensterde

Mitarbeiter


  • Dipl.-Ing. Elmar Brügging M.Sc.

Projektzeitraum:


März 2003 - Juli 2003

Finanzierung


  • Effizienzagentur Nordrhein-Westfalen und Fa. Glitz-Ehringhausen
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