Energie aus Speiseresten

Energie aus Speiseresten

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Teaserbild-Quelle: Sylvia Senz
In Wauwil entsteht die erste Kompogas-Anlage im Kanton Luzern. Sie kann 16 000 Tonnen organische Abfälle wiederverwerten und Strom, Wärme und Naturdünger produzieren.
 
Lastwagen – in Wauwil rechnet man mit etwa fünf Fahrzeugen pro Tag – transportieren das Material in Form von Grüngut jeglicher Art und Speiseresten heran und schütten es in die rund fünf Meter tiefe Fallgrube. Weitere Abfälle stammen direkt aus der benachbarten Champignons-Zucht. Bei der Anlieferung wird registriert, welche organischen Stoffe angeliefert werden. Für die Weiterverarbeitung werden diese von einem Kran gemischt und danach zur Zerkleinerung und Siebtechnik befördert. Dies alles geschieht automatisch, womit der Betrieb auch während der Nacht und an Wochenenden gesichert ist.
 
So werden die Abfälle für die Vergärung vorbereitet und geschreddert. Das heisst, die Stoffe werden bis auf maximal 50 Millimeter verkleinert. Damit erhöht sich die Biogasbildung im Gärreaktor (Fermenter). Das Schreddern schützt die Anlage zudem vor Störungen, die durch zu grosse Stücke im Substrat verursacht werden könnten. Solche Stücke werden in einem Sieb aussortiert und gelangen über den Überlauf wieder zurück in die Fallgrube.
 
Der Fermenter, eine Gärkammer in Form einer Trommel, ist das Kernstück der Anlage. Hier wird unter Beigabe von Bakterien und etwas zusätzlicher Wärme das Material vergoren. «Das kann man sich wie einen grossen Magen vorstellen», erläutert Roland Vonarburg, Geschäftsführer der neuen Anlage und Inhaber der Wauwiler Champignons AG, das Verfahren. Der Gärprozess vollzieht sich unter dem Ausschluss von Sauerstoff (anaerob) und findet bei 55 Grad statt (thermophil). Das Material bleibt etwa 14 Tage in diesem «Reaktor» und bewirkt eine vollständige Hygienisierung des Substrates, das zuvor über eine Stopfschnecke in den Fermenter eingetragen wird. Die Vermischung von bereits vergorenem Substrat aus dem Fermenterauslauf (Gärgut) mit Rohsubstrat beschleunigt den Vergärungsprozess der aktiven Biomasse. Gleichzeitig wird durch die Zugabe von Prozesswasser der Feststoffgehalt für den biologischen Abbau optimiert. Mit einem speziellen Heizsystem im Fermenter wird die Prozesstemperatur geregelt. Der Fermenter ist als patentierte Beton-/Stahlkonstruktion ausgeführt, in der neben dem Heizsystem ein langsam drehendes Längsrührwerk zur optimalen Durchmischung und Entgasung des Reaktorinhalts integriert ist.
 
Das Methan wird in einem Blockheizkraftwerk (siehe Kasten) verbrannt, der entstehende Strom ins Netz eingespeist. Mit der Abwärme wird einerseits das Heizsystem des Fermenters betrieben, der Rest geht in die neben der Anlage liegende Champignons-Fabrik. Das Gärgut – also der Rest, der nach der Vergärung im Fermenter noch übrig bleibt – wird mithilfe einer Schneckenpresse in feste und flüssige Bestandteile separiert. Das nährstoffreiche Presswasser gelangt in ein Bassin, in den Presswassertank, das Gärgut wird in einer Lagerhalle (Gärrestzwischenlager) aufbewahrt. Beides solle als Dünger für die Landwirtschaft entweder direkt vermarktet oder weiter als Kompost aufbereitet werden, erläutert Vonarburg.
 

Ein geschlossenes System

Die bereits betonierte Fallgrube wird ebenso überdeckt wie der teilweise fertiggestellte Presswassertank. Der ist 5,5 Meter hoch, wurde geschalt und erhielt eine 30 Zentimeter dicke Betonwand. Das Volumen beträgt 1600 Kubikmeter. Die Anlagen von Kompogas bilden ein geschlossenes System und verhindern unerwünschte Emissionen. Wie bei der Kompostierung entstehen bei der Aufbereitung und auch bei der Nachbehandlung von Bioabfall unerwünschte Gerüche. Damit diese nicht in die Umgebung gelangen, wird die gesamte Abluft der Anlagehallen und Räume abgesaugt und durch einen Biofilter mit einer Fläche von 250 Quadratmetern gereinigt. Dieser Filter besteht aus gerissenem Wurzelholz und Baumrinde, an denen Mikroorganismen die Geruchsstoffe abbauen.
 
Das Besondere der ganzen Anlage ist der über 30 Meter lange Fermenter, der aus mit Stahlplatten verkleidetem Beton besteht; seine Wände sind schräg. Darin befindet sich über die ganze Länge eine Art Schnecke, die das Material durchmischt.
 
Probleme bot der Boden des Geländes. Da er nicht tragfähig war, wurden 500 Holzpfähle 18 Meter in den Boden getrieben. Im oberen Teil bestehen sie aus drei Meter Beton. Zur Konstruktion der Fallgrube waren Spundwände nötig. Wegen des weichen Bodens hatte man es auch mit dem Eintritt von Grundwasser zu tun.
 

Biogas ist nicht Kompogas

Zwischen Kompogas- und Biogas-Anlagen gibt es einen Unterschied: Biogasanlagen sind eher klein und befinden sich bevorzugt in landwirtschaftlichen Betrieben. Im Flüssigverfahren wird vor allem Gülle wiederverwertet. In Biogas-Fermentern beträgt die Temperatur «nur» 33 Grad. In einer Kompogas-Anlage wiederum werden keine Gülle und kein Mist verarbeitet, sondern nur Feststoffe. «Hier dürfen wir also Speisereste nehmen. Das ist gut, denn ab Mitte 2011 ist laut Vonarburg die Verfütterung von Speiseresten an Schweine verboten.»
 
Um rentabel zu sein benötige die Anlage 16 000 Tonnen Material pro Jahr, meint Vonarburg. 9000 Tonnen seien es im Moment. «In etwa vier Jahren wollen wir die Auslastung erreichen», sagt er. Und er ist überzeugt davon, dass dies gelingen werde: «Die Gemeinden müssen eine solche Anlage erst sehen, bevor sie überzeugt sind und uns Material liefern.» Die Anlage produziert aus den Bioabfällen 3,5 Millionen Kilowattstunden sogenannten Ökostrom. Damit liessen sich mehr als 800 Haushalte versorgen. Allein die Abwärme ersetzt dann bei der Wauwil Champignons AG rund 300 000 Liter Heizöl jährlich. Für die Grundlagenerarbeitung wie Business-Plan, Abklärungen, Wärmenutzung und Akquisition von Grüngut hat die Axpo Kompogas Wauwil AG vom Kanton aus dem Neue-Regionalpolitik-Programm (NRP) 100 000 Franken für das 10-Millionen-Projekt erhalten. Das Aktienkapital der Partner beträgt drei Millionen Franken. Sylvia Senz
 
 
Axpo Kompogas Wauwil AG
Die Anlage wird auf dem Gelände gebaut, das einst der Wauwil Champignons AG gehörte. Die Zuchtanlagen befinden sich direkt daneben.
 
Die Axpo Kompogas AG (früher: Kompogas AG) wurde 1991 gegründet; inzwischen wurden nach eigenen Angaben 50 Anlagen verkauft. In der Schweiz betreibt die Axpo selbst 13 Anlagen. «Grundlage bildet das patentierte Kompogas-Verfahren, in dem Bioabfälle wie Grüngut, Küchenabfälle und Speiserest vergärt werden», heisst es bei der Axpo Dabei werden die Bio-Abfälle nicht nur energetisch, sondern auch stofflich wiederverwertet.
 
Als Partner hinter der Kompogas-Anlage in Wauwil steht eine Aktiengesellschaft bestehend aus der Axpo Kompogas AG in Glattbrugg ZH, der Wauwiler Champignons AG, der Transportunternehmung Robert Amstein AG sowie der Seecon GmbH. Betrieben wird die künftige Anlage durch einen Wauwiler Landwirt. (mgt)
 
 
Blockheizkraftwerk
Wärme-Kraft-Kopplung (WKK) ist der Oberbegriff für Anlagen, in denen gleichzeitig Strom erzeugt und Nutzwärme ausgekoppelt wird. Geschieht dies in einer kompakten Anlage, spricht man von einem Blockheizkraftwerk (BHKW). Im Gegensatz zu Motor- und Gasturbinen-Blockheizkraftwerken findet in einer Brennstoffzelle eine elektrochemische Reaktion statt, die den Brennstoff ohne den Umweg über thermische und mechanische Energie in Strom und Nutzwärme umwandelt.
 
Brennstoffzellen sind prinzipiell sehr einfach und modular aufgebaut und benötigen für die Energieumwandlung keine beweglichen Teile. Eine einzelne Zelle besteht, ähnlich einer Batterie, aus einer Anode und einer Kathode, die durch einen Elektrolyten getrennt sind. Als Brennstoffe kommen neben reinem Wasserstoff auch Kohlenwasserstoffe (Erdöl, Erdgas, Biogas oder Synthesegase), die im System extern oder intern reformiert werden, zum Einsatz. Die im Abgas anfallende Abwärme wird als Prozesswärme oder zur Gebäudeheizung verwendet. Aufgrund des modularen Aufbaus können Brennstoffzellen grundsätzlich in einem Leistungsbereich von wenigen Watt bis zu mehreren Megawatt gebaut werden. Blockheizkraftwerke werden typischerweise in grösseren Einzelobjekten wie Spitälern, Schulhäusern, Dienstleistungsgebäuden, Mehrfamilienhäusern und Gewerbebetrieben eingesetzt. (mgt)