Biomasse-Kompetenzzentrum

Die ZAK verwertet jährlich knapp 60.000 Tonnen Bioabfälle zu Strom, Fernwärme und Kompost. Die Bioabfälle stammen dabei nicht nur aus der Stadt und dem Landkreis Kaiserslautern, sondern auch aus den Städten Frankenthal, Worms, Ludwighafen, Speyer, Neustadt sowie den Landkreisen Bad Dürkheim und Rhein-Pfalz-Kreis.

Und so funktioniert’s technisch

Die mechanische Aufbereitung und Methanisierung sind der erste Anlagenteil der Mechanisch-Biologischen Bioabfallbehandlung (MB2A), die ihrerseits Bestandteil des Biomasse-Kompetenzzentrums ist.

Der Bioabfall wird von den Anlieferfahrzeugen (Sammelfahrzeuge aus Stadt und Landkreis Kaiserslautern sowie Containerfahrzeuge aus den Umladestationen der GML-Gesellschafterkommunen aus der Region) in den Flachbunker abgekippt.

Über Förderbänder gelangt der Abfall in den Aufgabetrichter der VM-Presse. Dort erfolgt die Aufteilung des Bioabfalls in eine Grob- und eine Feinfraktion in einem Verhältnis von ca. 70 Ma% grob zu 30 Ma% fein. Herzstück der VM-Presse ist ein Trommelsieb mit etwa einem Meter Länge, 0,6 Meter Durchmesser und Löchern mit 16 Millimeter Durchmesser. In dieses Trommelsieb wird der Bioabfall mit einem Hydraulikdruck von etwa 50 bar gepresst, so dass beispielsweise sogar ein Kürbis zerquetscht und durch die Löcher gepresst wird.

Die Feinfraktion wird in der Methanisierung nach dem Dranco-Verfahren anaerob behandelt und dadurch Biogas gewonnen, das zur Wärmeerzeugung genutzt wird. Die Trockenfraktion aus der VM-Presse wird zusammen mit dem Gärrest aus der Methanisierung in einen Mischer geführt und intensiv aerobisiert sowie homogenisiert. Der durchmischte Bioabfall fällt aus dem Mischer in eine Verladestation, unter der zwei Abschiebewagen stehen, die abwechselnd befüllt werden.

Die Abluft aus der Halle mit der VM-Presse, dem Mischer sowie Punktabsaugungen der Methanisierung wird dem Biomasseheizkraftwerk als Verbrennungsluft zugeführt.

Die Abschiebewagen werden mit einer Spezial-Zugmaschine etwa 500 Meter weit in die Kompostierungsanlage gefahren, wo der Bioabfall über eine Förderbandsystem in Rotteboxen transportiert wird. Dort erhitzt sich das Material durch biologische Abbauprozesse, so dass es bei einer Temperatur von über 60 Grad in einem Zeitraum von mindestens sechs Tagen hygienisiert wird. Keime werden dabei abgetötet. Alle Boxen verfügen über einen Lüftungs- und Entwässerungs-Boden, damit das beim Trocknen entstehende Wasser ablaufen und gezielt Luft zugeführt werden kann. Danach wird das Material per Radlader zu Mieten aufgesetzt und mehrfach mit einem Brückenumsetzer gewendet. Der Rotteprozess startet.

Im abschließenden Schritt wird das Material in mehreren Stufen von Fremdstoffen befreit, die leider immer noch in zu großer Anzahl in den Bioabfällen vorkommen. Es findet eine Grob- und eine Feinsiebung statt, Eisenmetalle werden abgetrennt, mittels Röntgentechnik werden Glaspartikel und mit Nahinfrarotspektroskopie Kunststoffpartikel erkannt und mit Druckluft entfernt, so dass ein hochwertiger Biokompost entsteht, der in der Landwirtschaft als Düngemittel, Humusbildner und Wasserspeicher genutzt wird.

Das Herzstück: Unser Biomasseheizkraftwerk

Die in der Biomasse biochemisch gespeicherte Sonnenenergie kann als sich selbst erneuernder Energielieferant betrachtet werden, als sogenannte regenerative Energie. Dies ermöglicht eine ausgeglichene CO2-Bilanz, da nur die Menge an CO2 ausgestoßen wird, die (kurz) vorher biochemisch gebunden wurde.

Im Biomasseheizkraftwerk wird die Biomasse mittels einer Krananlage über die Beschickungseinrichtung einer Rostfeuerung zugeführt, sowie über einen Gasbrenner das Deponie- und Biogas. Das bei der Verbrennung entstehende Rauchgas wird zur Emissionsminderung in eine Abgasreinigungsanlage geleitet und von dort über einen Kamin gereinigt an die Umgebung wieder abgegeben. Dieser Prozess wird von einer kontinuierlichen Messeinrichtung überwacht, um die Einhaltung von Grenzwerten sicherzustellen.

Die bei der Verbrennung freiwerdende Energie wird in einem Dampferzeuger zur Produktion von Heißdampf genutzt, welcher einer Turbine zugeführt wird. Die Turbine treibt wiederum einen Generator an, mit dem elektrische Energie erzeugt wird. Der über die Turbine entspannte Dampf wird wiederum den Wärmetauschern zur Beheizung des Fernwärmenetzes zugeführt. Das anfallende Kondensat wird anschließend wieder dem Kesselspeisewasser zugeführt. Diese komplexe Anlagentechnik erfordert natürlich eine ständige Überwachung um eine störungsfreie Energieversorgung sicherzustellen. Dieses wird durch einen Drei-Schicht-Betrieb realisiert, um im Bedarfsfall notwendige Maßnahmen ergreifen zu können.

Holz wird zu Wärme, Strom und Kompost

Pro Jahr werden bei der ZAK rund 15.000 Tonnen Althölzer und rund 30.000 Tonnen Garten- und Parkabfälle aufbereitet. Das Altholz wird zerkleinert und im Biomasseheizkraftwerk energetisch verwertet. Die Garten- und Parkabfälle werden zerkleinert und gesiebt. Die Grobfraktion wird auch im ZAK-eigenen Biomasseheizkraftwerk oder anderen geeigneten Anlagen als NAWARO-Brennstoff (Brennstoff aus nachwachsendem Rohstoff) energetisch verwertet. Die Feinfraktion wird in der Grünkompostierungsanlage hygienisiert, gesiebt und als gütegesicherter Qualitätskompost angeboten.

Kompost mit Gütesicherung

Um die Qualität des Biokompostes zu sichern, ist die ZAK der Bundesgütegemeinschaft (BGK) beigetreten. Die Gütesicherung ist freiwillig und gewährleistet einen Qualitätsstandard sowie die zuverlässige Kennzeichnung der Produkteigenschaften gegenüber dem Kunden durch Verleihung des RAL-Gütezeichens. Voraussetzung ist der Nachweis, dass die Anlage aufgrund ihrer Prozessführung geeignet ist, das Material zu hygienisieren. Weiterhin findet eine laufende Produktkontrolle statt, bei der ein unabhängiges und zugelassenes Labor den Kompost regelmäßig beprobt und die Probe auf ihre Eigenschaften und Inhaltsstoffe untersucht. Die Ergebnisse werden in einem Gütezeugnis dargestellt, das die ordnungsgemäße düngemittelrechtliche Kennzeichnung sowie Empfehlungen für die Kompostanwendung enthält.

Der Kompost wird unter der Marke „PALATIHUM – Das Qualitätsdüngemittel aus der Pfalz“ vertrieben.

Die in dem BMHKW mit einer Feuerungswärmeleistung von 13 MW und einer Turbinenleistung von 3,2 MW erzeugte Energie von 18 GWh Strom und 42 GWh Wärme deckt CO2-neutral und autark den gesamten Bedarf am Standort der ZAK sowie die Versorgung von ca. 3.000 Einfamilienhäusern mit Strom und Wärme. Dafür müsste man im Vergleich ca. 17.300 Tonnen Braunkohle mit einem klimaschädlichen Anteil von ca. 56.300 Tonnen CO2 einsetzen. Seit 2015 beziehen die Stadtwerke Kaiserslautern (SWK) rund 42 GWh Fernwärme von der ZAK.

Erneuerbare Energie durch Photovoltaik

Neben der Stromproduktion im Biomasseheizkraftwerk nutzt die ZAK auch das Standortpotential für Photovoltaik.

Auf dem Standort werden insgesamt 6 hochmoderne Photovoltaikanlagen beherbergt, wobei 3 davon eigenständig betrieben werden.

Mit einer installierten Leistung von 700 kWp wird eine Stromproduktion von 700 MWh pro Jahr erreicht. Diese erneuerbare Energie ermöglicht es der ZAK, 230 Haushalte umweltfreundlich zu versorgen und gleichzeitig eine CO2-Einsparung von 450 Tonnen CO2-Äquivalenten pro Jahr zu erzielen.