ESiTI – Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch

Flexibilisierung der Hochlastfaulung vor dem Hintergrund der Energiewende

© Fraunhofer IGB

Versuchsreaktor im Technikum des Fraunhofer IGB.

© Fraunhofer IGB

Gasuhr mit elektronischen Sensoren zur kontinuierlichen Erfassung der Biogasproduktion

Im Zuge der Energiewende nimmt der Anteil von Wind- und Solarenergie an der Stromversorgung stetig zu. Da diese Energiequellen nicht kontinuierlich zur Verfügung stehen, wird neben der Energieeffizienz die Flexibilität der Stromabnahme sowie der Stromproduktion aus dezentralen Quellen immer wichtiger. Zu den dezentralen erneuerbaren Energieträgern zählt auch Biogas, das unter anderem bei der Hochlastfaulung von Klärschlämmen auf Kläranlagen entsteht.

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Verbundforschungsprojekt ESiTI verfolgt daher das Ziel, ein Planungswerkzeug zur Flexibilisierung der Energieströme einer Kläranlage zu entwickeln. Hierzu untersuchen die Partner die Flexibilisierung der Energieströme einer Kläranlage unter technischen, ökologischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Aspekten. Ein besonderer Fokus liegt auf der Klärschlammbehandlung, da diese einerseits Energie verbraucht, über die Faulung des Schlamms zu Biogas aber auch erzeugt und speichert.

Wissenschaftler des Fraunhofer IGB haben sich im Rahmen des Projekts mit der Frage befasst, inwieweit eine Hochlastfaulung mit und ohne Mikrofiltration bei Bedarf flexibel betrieben werden kann, ohne die eigentliche Funktion zu beeinträchtigen. Untersuchungen an einer Technikumsanlage zeigten, dass aufgebrachte Stoßbelastungen und Temperaturänderungen (Minimum 32 °C, Maximum 43 °C) nur zu einer leichten Reduktion des Abbaugrades und der Faulgasproduktion führten, nicht aber zu einem Versagen des Abbauprozesses. Erst die Zugabe eines hohen Anteils an Co-Substraten führte schließlich zur Übersäuerung. Bei allen aufgebrachten Störungen war zu beobachten, dass bei gleicher Raumbelastung die Faulung mit integrierter Mikrofiltration stabiler lief.

Es ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren neben der Energieeffizienz die flexible Abnahme und Erzeugung von Energie für Kläranlagen eine immer wichtigere Rolle spielt. Dass Fraunhofer IGB kann hier auf Grundlage seiner Erfahrungen in ESiTI helfen, die besten Lösungen zu finden.

Projektinformationen

Projektname

ESiTI – Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch

 

Projektlaufzeit

Mai 2014 – April 2017

 

Projektpartner

  • Technische Universität Darmstadt – Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik (Gesamtprojektkoordination) und Fachgebiet Stoffstrommanagement und Ressourcenwirtschaft, Darmstadt
  • ENTEGA Abwasserreinigung GmbH & Co. KG, Darmstadt
  • blue move consulting GmbH, München
  • Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH Cutec, Clausthal-Zellerfeld
  • EnviroChemie GmbH, Rossdorf
  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
  • Inter 3 – Institut für Ressourcenmanagement, Berlin
  • Dr. Born - Dr. Ermel GmbH, Achim
     

Assoziierte Partner

  • Wissenschaftsstadt Darmstadt
  • entega AG, Darmstadt
  • Zweckverband Abfallverwertung Südhessen, Darmstadt

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »ESiTI – Abwasserbehandlungsanlage der Zukunft: Energiespeicher in der Interaktion mit technischer Infrastruktur im Spannungsfeld von Energieerzeugung und -verbrauch«, Förderkennzeichen 02WER1322H, im Programm »FONA - NaWaM - ERWAS«.