Vom Nassschlamm zum Brennstoffgranulat. Verwertung in ...

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Vom Nassschlamm zum Brennstoffgranulat. Verwertung in ...

Das EDZ-Trocknungsverfahren

eröffnet neue Chancen

Vom Nassschlamm zum Brennstoffgranulat.

Verwertung

in Zementwerken

und Kohlekraftwerken.

Richard Zizmann im Mai 2006


Klärschlamm energetisch verwerten,

nicht nur thermisch beseitigen

Wenn alle biogenen Reststoffe, die in Deutschland regelmäßig

anfallen, mit geeigneten technischen Verfahren energetisch

genutzt werden könnten, dann könnten diese mit rund 10% zur

Deckung unseres Primärenergiebedarfs in Deutschland

beitragen.

Wissenschaftlicher Bericht FZKA 6882

Unser kommunaler Klärschlamm, mit Sonne und verlorener

Abwärme auf 90% TR getrocknet, kann als biogener

Ersatzbrennstoff jährlich mit 900.000 Tonnen SKE zur

Energiewende und zum Klimaschutz beitragen.

R. Zizmann, Erfinder des EDZ-Verfahrens


Nassschlamm

oder

Vorentwässerung

Filterkuchen

Trocknung

Brennstoffgranulat


Heizwert

0,6 – 1,2

MJ/kg

Heizwertanhebung

Heizwert

8,6 – 11,6

MJ/kg

950 kg

Entwässerung

150 kg

EDZ-Trocknung

mit Sonne + Abwärme

5,6 kg

50 kg

50 kg

Massenreduzierung

50 kg

1.000 kg

Nassschlamm

5% TR

200 kg

Filterkuchen

25% TR

55,6 kg

Brennstoffgranulat

> 90% TR


Das Produkt der EDZ-Trocknung:

Ein biogener Kohle-Ersatzbrennstoff

‣ Aus Klärschlamm-Filterkuchen ab 2 % bzw. 18% TR

wird ein biogener Ersatzbrennstoff > 90% TR.

‣ Dieser Brennstoff ist blasfähig und gut lagerbar.

‣ Für diesen Brennstoff gibt es einen wachsenden Markt.

‣ Der Heizwert liegt zwischen 8,6 – 11,6 MJ/kg,

bei 45% – 60% organische Substanz in der Trockenmasse.

‣ Mit Klärschlamm als Brennstoff können Zementwerke und

Kohlekraftwerke zum Klimaschutz beitragen:

1 Tonne Trockenschlamm ersetzt 0,3 – 0,4 Tonnen Steinkohle; hierdurch

wird die Emission von ~ 1 Tonne CO 2

aus fossiler Verbrennung vermieden.


Das EDZ-Sonnenhaus


Innenansicht der EDZ-Trocknung


Eindeckung mit

Doppelfolie,

alternativ in Glas

Glashaus

Bauweise

Folienhaus

Fußbodenheizung

Lüftung

Wendetechnik

System (EDZ)


Vollautomatischer Materialeintrag

über Vorlagebunker

LKW Anlieferung +

Direktbefüllung

Vollautomatischer

Trockenschlammaustrag

in unterfahrbares Silo zur

Staubfreien LKW Verladung


Vollautomatischer Materialeintrag

Aufgabebunker mit Schubbodenaustrag (>18% TS)

Es sind folgende

Alternativen möglich:

Aufgabebunker für LKW Anlieferung

• Förderschnecken (> 18% TS)

• Dickstoffpumpen (


Aufgabebunker mit Schubboden


Wendetechnik System EDZ

Wendewerkzeugträger

Räumbalken mit

Förderkamm

Föderkette

Förderketten


Räumbalken mit Förderkamm

Ablage des Klärschlamms

in Wellen, dadurch 19% größere

Oberfläche und - auch rein solar -

höhere Trocknungsleistung


Fußbodenheizung

betrieben mit Abwärme

Vor- und

Rücklauf

Beton-Bodenplatte

mit Heizschlangen


Wärmequellen

Vorlauftemperatur 55°C – 95°C

und Sonnenenergie

• Abwärme aus Blockheizkraftwerken

• Erdwärme / Erdgekoppelte Wärmepumpen

• Restwärme aus dem Abwasser /

Wärmepumpen im Auslauf von Kläranlagen

• Abwärme von Gebläsen

• Wärme aus Abfallverwertungsanlagen

• Abwärme aus industriellen Anlagen, z.B. Zementwerken


Wärmequellen

Sonnenwärme und …

... Abwärme aus

Blockheizkraftwerken

Klärgas aus

Faulbehältern

Biogas aus der

Landwirtschaft,

Holzgas, Palmöl,

Rapsöl, …

betrieben mit:


Verfahrensmerkmale

‣ SPS-gesteuerter Vorschub, Eintrag und Austrag



Minimaler logistischer Aufwand

Geringer Personalbedarf

‣ Kontinuierliches, langsames Wenden



Keine Verleimung

Staubarme Trocknung

‣ Trocknung durchgängig im aeroben Bereich



Keine organischen Zersetzungsprodukte

Geruchsarme Trocknung (Keine Kompostierung)


Energiebilanz

‣ Das Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetz und der

Europäische Gerichtshof setzten die Maßstäbe:

• Die Verwertung hat Vorrang vor der Beseitigung

• Mit Trockenschlamm > 90% TR kann Kohle ersetzt werden

• Hierfür gibt es einen wachsenden Markt

‣ Die Energiebilanz aus „Trocknung + Verwertung

weist einen hohen Energieüberschuss auf, wenn

• für die Filterkuchentrocknung freie Sonnenenergie und

ansonsten verlorene Abwärme genutzt werden

• das energetische Verwertungsverfahren effektiv ist

• der Stromverbrauch insgesamt niedrig bleibt


Die EDZ-Trocknung im Überblick

Vollautomatisierter logistischer Ablauf, kein Radlader,

keine Verschmutzung, geringer Personalbedarf

Flexible Nutzung von Sonne und Abwärme mit 55°C - 95°C

Verdunstungsleistung von ca. 2,5 bis 3,0 Tonnen Wasser

pro Quadratmeter Trocknungsfläche

Kontinuierliches Wenden, dadurch keine Verleimung

Trocknungsvorgang durchgängig im aeroben Bereich

Geruchsarme Trocknung, kein Ärger mit den Nachbarn

Langsames Wenden verursacht keine Staubbelastung

Niedriger Stromverbrauch: < 25 kWh/t H 2

O-Verdunstung

Einfache, wartungsarme Technik, geringer Verschleiß


Energetische Klärschlammverwertung

Trocknung mit

Sonne + Abwärme

CO 2

10 MJ/kg

Filterkuchen 364 kWh

EDZ

Trocknung

1.000 kWh

ZW

Klinkerofen

Klinker

Zement

Brennstoff

Niedriger

Stromverbrauch

Hoher Energieüberschuss,

da Trocknung mit freier

Energie und wenig Strom

Kohle

Energetische Verwertung: Erzeugung Kohle-Ersatzbrennstoffs mit

freier Sonnenenergie und Abwärme und mit wenig Stromverbrauch.


Energiekennzahlen

‣ Wasserverdunstungsleistung:

ca. 2,5 - 3,0 Tonnen pro m 2 Trocknungsfläche/Jahr

• abhängig von der Verfügbarkeit der Abwärme

‣ Wärmebedarf:

ca. 960 kWh pro Tonne Wasserverdunstung

Abwärme

75%

Sonne

25%

‣ Strombedarf:

ca. 20 - 25 kWh pro Tonne Wasserverdunstung


Kosten der Klärschlammtrocknung

• Mit der (EDZ) Klärschlammtrocknung

ist es erstmals möglich, die zur Zeit am

Markt gängigen Entsorgungskosten

von 40 bis 80 Euro je Tonne

Filterkuchen ab Kläranlage zu

unterschreiten.


Passavant Geiger bietet Ihnen die

folgenden Leistungen aus einer Hand:

‣ Individuelle Planung einer Trocknungsanlage

‣ Schlüsselfertige Ausführung der Trocknungsanlage

• Erdarbeiten

• Roh- und Ausbauarbeiten

• Sonnenhaus mit Wendetechnik und Steuerung

• Vorratsbunker, Silos und zugehörige Fördertechnik

‣ Serviceverträge

‣ Finanzierung und Anlagenbetrieb


Kontakt

Vielen Dank !!

Passavant Geiger GmbH

Business Unit Roediger

Kinzigheimerweg 104 - 106

D-63450 Hanau

Ihr Ansprechpartner:

Richard Zizmann

Bereichsleiter Biomassetrocknung

Tel.: +49 (0) 7474 9510 - 16

Fax: +49 (0) 7474 9510 - 8016

GSM: +49 (0) 173 8 50 65 24

E-Mail: richard.zizmann@passavant-geiger.de

Internet: www.passavant-geiger.de


Datenerfassungsblatt "Kommunaler Projektträger" / Projektlaufzeit, AfA und Finanzierung über 15 Jahre

Projektträger

Kommunaler Zweckverband Klärschlammverwertung

Zeitplanung Erteilung des Bauauftrags: offen Start des Trocknungsbetriebs: offen

Erläuterung Dateneingabefelder Berechnungsergebnisse grün Besonders wichtige Ergebnisfelder

Filterkuchenentsorgung (t/a)

6.300 Tonnen

TR-Gehalt 27% Eingangswert 91% nach der Trocknung

Betriebsauslastung 75% Jahr 1 90% Jahr 2 bis 15 Jahr 1 - 10 Jahr 11 - 15 Jahr 1 - 15

Entsorgungspreis brutto ohne die Kosten des Filterkuchentransports zur Trocknung 46,00 € 46,00 €

Liquiditätsstatus am Periodenende 5.794 € 30.719 € 36.513 €

Trockenrückstand (TR)

1.701 Tonnen

Wasserentzug durch Trocknung

4.431 Tonnen

Heizwertmenge im Trockenschlamm

Trockenschlamm (Brennstoff) 1.869 Tonnen 10,0 MJ/kg 5.192.630 kWh

Organischer Anteil im TR 52% 21,6 MJ/kg 18.693 GJ 638 Tonnen SKE

Wärmetechnische Auslegung

Verfügbarkeit der Abwärme 8.200 Betr.stunden 342 Betriebstage 398 kW Anschlussleistung

Bei Nutzung der nachfolgend ausgewiesenen Reservefläche erhöht sich diese Anschlussleistung auf

489 kW Maximalleistung

Investitionsaufstellung

in Euro

Trocknungshaus schlüsselfertig 1.884 m 2 Tr.fläche 699.853 Reservefläche in m 2 und in % 275 17,06%

Verladesilo inkl. Fördertechnik

inkl

Kornbrecher

inkl

Wärmeauskoppelung

inkl

Fernwärmeleitung

inkl

Erdarbeiten und Fundamente 60.000

Wege-/Straßenbau 60.000

Kostenreserve / Nebenkosten 80.000

Investitionsausgaben netto 899.853 AfA-Dauer

A: Investitionsausgaben + MWSt. 16% brutto 1.043.830 15 Jahre

brutto

Projektplanung/-management

inkl

Sonstige Startkosten 10.000

Disagio Investitionsdarlehen 0

Bauzeitzinsen 10.699

B: Sofort abziehbare Kosten aus der Bauphase 20.699 Keine Aktivierung und Abschreibung, sondern Startverlust

C: Bedarf an Betriebskapital 0 Es wird unterstellt, dass keine Vorfinanzierung notwendig ist

Gesamtfinanzierungsbedarf: A + B + C 1.064.529

Planung der Finanzierung

Eigenkapital (für die Deckung von Pos. B + C - siehe Seite 1)

20.699 für die Deckung der Startaufwendungen und des Betriebskapitals

Investitionsdarlehen (Pos. A) 0,00% Disagio 1.043.830 Auszahlung 1.043.830 Nominal

Finanzierungsdauer

15 Jahre ab Darlehensauszahlung

Darlehenstilgung 1 Tilgunsfreies Jahr 14 Tilgungsraten/Jahresraten

Darlehensverzinsung

4,10% Festzinssatz für 15 Jahre

Berechnung des KWK-Bonus

Leistungsdaten des BHKW (in kW) 0,0 elektr. Leistg 0,0 therm. Leistung

Bonus, bezogen auf die Stromeinspeisevergütung

0,02 €/kWh

Bonus bezogen auf die Wärme, die abgesetzt wird #DIV/0! €/kWh

kWk-Bonus bezogen auf Wärme

0,000 €/kWh

Laufende Betriebskosten

Mehrwertsteuersatz 19,0% zu erwarten ab 1.1.2007

Inflationsrate

2,00% Jahr 1 - 15 durchgängig gleichmäßig

Trockenschlammabnahme 30,00 € netto 35,70 € brutto

Trockenschlammtransport 10,00 € netto 11,90 € brutto

Stromverbrauch 25 kWh/t H2O 0,13 €/kWh netto 0,1547 €/kWh brutto

Wärmebezugspreis 0,80 Ct/kWh netto 0,95 Ct/kWh brutto

Haftpflichtversicherung

0,00% vom Jahresumsatz

Sachversicherung 0,30% von den AK nur eine minimale Deckung, keine Feuerversicherung

Betreuung der Anlage 1,00 Stunden/Tag 36,00 €/Stunde inkl. Unternehmensgemeinkosten

Austausch der Eindeckfolie 5,0 Jahre 4.000 € netto 4.760 € brutto

Reparaturen & Instandhaltung

1,00% vom Anschaffungswert der Anlage

Geländekosten/-pacht

0 €/Jahr

Sonstige Betriebskosten

2.000 € für:

Verwaltungskosten 1.500 €

Filterkuchenmenge 6300 (t)/a

Filterkuchenvergleichspreis

46€ die Tonne 25% TS inkl. MwSt

Wasserverdunstung 4431 (t)/a

Brennstoffaustrag 1823 (t)/a

Steinkohleersatz 638 (t)/a

Anschlussleistung 396 kW

Investitionskosten 1,4 Mil. (Brutto)

Trockenschlammverwertung inkl.

Transport 47,60€ (Brutto)

Wärmebezugspreis 0,8 Cent / kWh

Anlagenbetreuung 36€ / h

Versicherung, Reparatur,

Geländekosten, Verwaltung usw.


Verwertung im Zementwerk

Finanzielle Vorteile für Zementwerke aus dem Einsatz von Klärschlamm als Sekundärbrennstoff

Der Klärschlamm wird im CO 2 -Qutoensystem als biogener Sekundärbrennstoff anerkannt; für ihn muss das Zementwerk 0,003 Mg/GJ anrechnen.

Die Quotenfestlegungen gelten zunächst bis Ende 2007, für den nachfolgenden Zeitraum werden neue Quoten festgelegt.

Es wird erwartet, dass die neuen Quoten wesentlich niedriger ausfallen und auf diese Weise zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen zwingen.

Daten zum Zementwerk

Aktuelle Klärschlammkapazität 1,5 t/h 8.000 h/a 12.000 t/a

Ausbau geplant auf t/h im Jahr

Sofern das Zementwerk als Abnehmer ausfällt, kommen folgende Abnehmer in Frage:

€/t

€/t

Durch den Einsatz von

resultierend aus der Trocknung von

1.869 Tonnen getrocknetem Klärschlamm

6.300 Tonnen Filterkuchen

Steinkohleersatz in

20 Euro/(t) TS 90%

Steinersatz

3,5 Euro(t) TS 90%

ersetzt das Zementwerk

1) Steinkohle 719 Tonnen 80,00 € Okt 05 57.518 €

2) Stein / Mineralik 816 Tonnen 3,50 € Okt 05 2.858 €

und erhält Gutschriften

3) CO 2 -Gutschriften 1.776 Tonnen 26,00 € Mrz 06 46.173 €

4) Entsorgungseinnahmen 1.869 Tonnen 30,00 € Okt 05 56.077 €

Finanzieller Gesamtvorteil (*) 87,00 € pro Tonne Trockenschlamm 162.626 € im Jahr

(*) auf Basis der heute geltenden Preise. Mit steigenden Preisen erhöht sich der ausgewiesene Vorteil.

CO ²

-Gutschrift

26 Euro(t) TS 90 %

Finanzvorteil für Zement

und Kohlekraftwerke

87 Euro(t) Trockenschlamm

Bei den Zementwerken führt die Realisierung von Kostenvorteilen und Zusatzeinnahmen aufgrund des Einsatzes von Abfällen als

Sekundärbrennstoffen nicht ausschließlich zu höheren Gewinnen; aufgrund der gegebenen Wettbewerbssituation muss ein Teil des

Finanzvorteils über einen niedrigeren Zementpreis an den Markt weitergegeben werden, um die Marktanteile halten zu können.

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