FLXsynErgy

Flexible und vollenergetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe: Faulungen und Biogasanlagen als Energieverbraucher, -speicher und -erzeuger

01.10.2020

31.03.2024

FKZ-Nr.:

03EI5420

Ziel von FlexsynEnergy ist die Bereitstellung und Entwicklung von Bemessungsgrößen und Steuerungsmechanismen zur Flexibilisierung der Faulgaserzeugung auf Kläranlagen mittels eines anwenderbezogenen Leitfadens. Zusätzlich wird der Wissenstransfer zwischen Biogasanlagen und Faulungen auf Kläranlagen gefördert. Dabei werden auch rechtliche sowie umwelt- und sozialethische Konfliktpotentiale identifiziert, um die Akzeptanz zu steigern.

Im Fokus von FLXsynErgy steht die vollenergetische Nutzung (Strom und Wärme) von Klärschlämmen sowie biogenen Rest- und Abfallstoffen (so genannte Co-Substrate), womit die Kläranlage als Energiespeicher und flexibler Energieverbraucher sowie -erzeuger einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten kann. Kläranlagen besitzen bereits die Infrastruktur zur Bereitstellung von Flexibilität, dessen Nutzung zu Kosteneinsparungen führen. Zusätzlich kann die Faulung als Wärmespeicher genutzt werden. Wenngleich verfahrenstechnisch landwirtschaftliche/abfallwirtschaftliche Biogasanlagen und Faulungen auf Kläranlagen sehr ähnlich sind, fehlt bislang fast vollständig ein Wissenstransfer zwischen den Fachgebieten. Um dem entgegen zu wirken soll in Rahmen des Vorhabens ein Austausch gefördert werden. Dabei verfolgt FLXsynErgy den Ansatz spätere rechtliche sowie umwelt- und sozialethische Konfliktpotentiale bereits während der technischen Entwicklungsphase zu identifizieren, um durch diesen ganzheitlichen Ansatz die Akzeptanz zu erhöhen und die Implementierung zu erleichtern.

Biogas, Biomethan, KWK, Sektorkopplung, Strom, Systemintegration, Validierung Marktpotenzial, Wärme

Originalbild

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• Durchführung von Experimenten zur Flexibilisierung der Gaserzeugung und Nutzung der Faulung als Wärmespeicher • Bewertung von Co-Substraten hinsichtlich der Nutzung zur Flexibilisierung einschließlich der Untersuchung von Synergien im Hinblick auf eine Phosphor-Rückgewinnung • Ableiten von Bemessungsgrößen • Hinweise zur Auslegung von Substrat- und Gasspeicher sowie der BHKW • Beteiligung am Wissenstransfer zwischen Kläranlage und Biogasanlagen • Zusammenfassung der Ergebnisse in einem anwenderorientierten Leitfaden

• Wissenstransfer zwischen Kläranlagen und Biogasanlagen durch die Organisation von Workshops mit entsprechenden Stakeholdern • Überführung der Ergebnisse in dem anwenderorientierten Leitfaden

• Identifikation von sozio-ökonomischen und ethischen Konfliktfelder die für eine spätere praktische Umsetzung der Konzepte von Relevanz sind • Anpassung des SEIC-Modells im Kontext der Energiewende • Erarbeitung von praxisnahen Empfehlungen für die spätere Implementierung, die in den Leitfaden überführt werden

• Übersetzung der Erkenntnisse in die Großtechnik.

• Bearbeitung rechtlicher Fragestellungen

Publikationen
- Steiniger, B.; Hubert, C.; Schaum, C. (2023): Digesters as Heat Storage: Effects of the Digester Temperature on the Process Stability, Sludge Liquor Quality and the Dewaterability. Water Environment Research. Vol. 95, No. 9.
- Steiniger, B., Hubert, C., Schaum, C. (2021): Digesters as Heat Storage – Energetic Assessment of Flexible Variation of Digester Temperature. Chemical Engineering & Technology.Vol. 45, Nr. 1. 144-151.
- Steiniger, B., Hubert, C., Spallek, M., Michel, M., Stanzel, J., Schaum, C. (2022): Die Faulung als Wärmespeicher: Ganzheitliche Wärmenutzung durch saisonale Anpassung der Faulraumtemperatur. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall. Vol. 69, Nr. 12
- Steiniger, B., Blattenberger, J., Hubert, C., Kretzschmar, J., Einsiedel, S., Heinrich, M., Athanasiadis, K., Schaum, C. (2022): Flexibilisierung von Faulungs- und Biogasanlagen
– Identifikation von Gemeinsamkeiten und Unterschieden. KA Korrespondenz Abwasser, Abfall. Vol. 69, Nr. 10

Schlussbericht:
https://athene-forschung.unibw.de/150121