Hintergrund: Die Firma Firma Steuerungsbau Hanswille aus Wadersloh (Nordrhein-Westfalen) hat einen Vielstoff-Verbrennungsofen mit einer thermischen Leistung von bis zu 1 MW entwickelt, mit dem sich beispielsweise Gärrest, Pferdemist oder andere Reststoffe verbrennen lassen. Hierbei setzt die Firma auf eine innovative Technik, mit der sich Wärme, aber bei Bedarf auch Strom erzeugen lässt. Dierken Energiedienstleistung aus Vechta vermarktet den Kessel jetzt. Wir sprachen mit Geschäftsführer Klaus Dierken über das Konzept.
Wie genau funktioniert der Ofen und wie unterscheidet er sich von anderen Modellen auf dem Markt?
Dierken: Die Verbrennungsanlage ist eingebaut in zwei 40 Fuß-Containern. Das Herzstück ist die Brennkammer im unteren Container, die aus einer Kombination aus Drehrohr- und Wirbelschichtfeuerung besteht. Sie ist für verschiedene Brennmaterialien geeignet, von halmgutartigen bis zu staubförmigen Stoffen. Ein besonderes Merkmal ist die wellenlose Förderschnecke, die den Brennstoff durch die verschiedenen Sektionen transportiert, wobei die Asche am Ende des Prozesses in einer Abkühlphase gesammelt wird. Die Brennkammerwände sind wassergekühlt, um eine Überhitzung zu verhindern und die in der Asche enthaltenen Nährstoffe zu bewahren. Eine Stützfeuerung mit Erdgas wird nicht benötigt, um die Anlage auf Betriebstemperatur zu halten. Der Ofen ist außerdem mit einer Abgasreinigungsanlage und einem Feinstaubgewebefilter ausgestattet, um Emissionen zu minimieren.
In welchen Größen bieten sie ihn an?
Dierken: Wir haben zwei verschiedenen Größen im Programm: mit 100 bis 200 kW sowie mit 300 bis 700 kW nutzbare Wärme. Eine weitere Abstufung ist derzeit in Arbeit, um die Leistungslücke zwischen den bereits bestehenden Anlagen zu schließen.
Bei der Verbrennung von Mist haben sich in der Vergangenheit Stickoxide oder Schlackebildung als K.O.-Kriterien erwiesen. Wie lösen Sie diese Probleme?
Dierken: Wir arbeiten mit einem rotierenden System, bei dem wir das Brennmaterial nur auflockern. Heiße Luft strömt von unten hindurch. Dabei wird die Biomasse erst einmal bei maximal 600 °C vergast. Stickoxide entstehen dagegen erst bei Temperaturen über 1000 °C, sodass wir damit keine Probleme haben. Das entstehende Pyrolysegas wird im zweiten Schritt verbrannt. Anders, als bei einer Rostfeuerung, haben wir damit kein unkontrolliertes Verbrennen der Biomasse. Das Brenngut führen wir auf ein gekühltes Aschebett. Denn Stroh hat einen Ascheschmelzpunkt von ca. 720 °C. Das führt zu Schlackebildung in den Öfen. Unser Brenngut bleibt deutlich unter dieser Temperatur.
Sie wollen ja auch Gärreste verbrennen. Der Trockensubstanzgehalt liegt bei ca. 10 %. Wie behandeln sie den Gärrest vor, damit er brennfähig wird?
Dierken: Hier arbeiten wir mit der Separation, um ein Trockengut von ca. 20 % TS zu erzeugen. Ab 20 % kann es unser Ofen als Brennstoff nutzen, da wir einen internen Trocknungsprozess vorschalten. Die Wärme zum Trocknen stammt aus dem ca. 200 °C heißen Abgas des Ofens. Bei der Trocknung entsteht ca. 85 °C heißer Wasserdampf, den wir für die Fermenter- oder Stallheizung nutzen können. Durch technische Maßnahmen wie die optimierte Verbrennungstemperatur und Abgasbehandlungstechniken kontrollieren wir die Emission von Stickoxiden und anderen Schadstoffen. Diese Ansätze helfen, die Umweltauswirkungen zu reduzieren.
Mist oder Gärreste enthalten ja auch wertvolle Nährstoffe, die im Ackerbau als Ersatz für Mineraldünger verwendet werden können. Gehen diese nicht beim Verbrennungsverfahren verloren?
Dierken: Die Verbrennung erzeugt als Nebenprodukt hochwertigen Mineraldünger in Form von Asche. Diese ist reich an pflanzenverfügbaren Mineralstoffen und kann als Dünger im natürlichen Kreislauf verwendet werden, was sie zu einer umweltfreundlichen Alternative zu herkömmlichem Dünger macht. Die Qualität des Düngers haben wir in verschiedenen Laboranalysen bestätigen lassen
Der bei der Verbrennung entstehende Mineraldünger entspricht in seiner Zusammensetzung den Grenzwerten der Düngerrichtlinien. Derzeit wird an einer RAL-Zertifizierung, die die Qualität und Sicherheit des Produkts unterstreicht, gearbeitet.
Eine andere Art der Verwertung von Biomasse ist die Pyrolyse bzw. Hydrothermale Carbonisierung (HTC), um Biokohle herzustellen und das CO₂ damit festzulegen. Wäre diese Anwendung nicht sinnvoller als die Verbrennung?
Dierken: Die Verbrennungsanlage bietet eine direkte und effiziente Möglichkeit zur Erzeugung von Wärme und Strom, indem sie Biomasse verbrennt. Dies steht im Kontrast zu Verfahren wie Pyrolyse und hydrothermaler Carbonisierung, die auf die Umwandlung von Biomasse in Biokohle und andere Produkte abzielen. Während diese Verfahren langfristige CO2-Bindung und die Produktion spezifischer chemischer Produkte ermöglichen, zeichnet sich die Verbrennungsanlage durch ihre Fähigkeit aus, unmittelbar nutzbare Energie in Form von Wärme und ggf. Strom zu liefern.
Inwiefern kann die Anlage Strom produzieren?
Dierken: Wir können sie mit einer Organic Rankine Cycle (ORC) Anlage kombinieren. Diese Kombination kann effizient Wärme in Strom umwandeln, wodurch der Ofen nicht nur als Wärmequelle dient, sondern auch zur Stromerzeugung beiträgt. Dies macht die Verbrennungsanlage zu einer attraktiven Lösung für Betriebe, die eine unmittelbare und effiziente Art der Energiegewinnung suchen und gleichzeitig ihre Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern möchten.
Für welche Betriebe ist das Konzept geeignet?
Dierken: Es kann mehrere Gründe geben, warum eine Verbrennung infrage kommt: Betriebe in Nährstoffüberschussregionen können ihn nutzen, um teure Gärresttransporte zu vermeiden und konzentrierten Mineraldünger zu gewinnen. Für Biomethananlagen ohne BHKW ist die Technik interessant, um auch ohne BHKW Wärme zu erzeugen. Wer Biomethan für den Kraftstoffmarkt aus Mist erzeugt, kann zudem die meist faserigen Rückstände im Gärrest noch sinnvoll nutzen. Weitere Wärmekunden könnten Kommunen oder Industriebetriebe sein.
Der Ofen, gepaart mit einer ORC-Anlage, ist besonders attraktiv für energieintensive Betriebe wie Pflanzenbaubetriebe oder Industrieanlagen, die eine kontinuierliche und zuverlässige Energieversorgung benötigen. Zusätzlich trägt der Ofen auch zur Senkung der Betriebskosten und zur Verbesserung der CO₂-Bilanz bei.
