Effizienzsteigerung in der Biomethananlage Mühlacker

Die Flexibilisierung der Biogasproduktion ist für Anlagenbetreiber eine zentrale Herausforderung – ebenso wie die Speicherung und bedarfsgerechte Erzeugung von Biogas. In Zusammenarbeit mit Wangen Pumps hat Biomethan Mühlacker ein richtungsweisendes Konzept umgesetzt, mit dem das Eintragssystem der Anlage modernisiert und eine bedarfsgerechte Anpassung der Substratzufuhr ermöglicht wird. Die daraus resultierende dynamische Anlagensteuerung trägt zur Verbesserung der Netzstabilität bei.

Anpassung an veränderte Anforderungen

Die Biomethananlage Mühlacker wurde 2007 als Tochtergesellschaft der Stadtwerke Mühlacker gegründet. Als eine der ersten Biomethananlagen in Baden-Württemberg mit eigener Gasaufbereitungsanlage ist sie heute Dreh- und Angelpunkt einer florierenden regionalen Kreislaufwirtschaft. Die Anlage verarbeitet Einsatzstoffe von rund 120 lokalen Rohstofflieferanten und produziert daraus Biomethan und hochwertige Universaldünger. Das aufbereitete Biogas wird direkt in das öffentliche Erdgasnetz eingespeist und unterstützt so eine dezentrale Energieversorgung.

Die Anlage erzeugt bis zu 5 MW Gasleistung und 2 MW elektrische Leistung bei einer jährlichen Verarbeitungskapazität von 30.000 t Frischmasse. Die Einsatzstoffe reichen von klassischer Maissilage über Gras und Rindermist bis hin zu Stroh. Die Anlage muss daher in der Lage sein, ein breites Substratspektrum zu bewältigen. Vielseitigkeit gewinnt immer mehr an Bedeutung, da Energiepflanzen zunehmend durch biologische Reststoffe ersetzt werden. Der verstärkte Einsatz langfaseriger Substrate wie Stroh und Mist, die häufig Störstoffe wie Steine enthalten, erfordert neue technische Lösungen.

Die Betreiber von Biomethan Mühlacker erkannten, dass das bestehende Verfahren, bei dem trockene Einsatzstoffe direkt über Zuführschnecken in den Fermenter eingebracht wurden, nicht mehr den Anforderungen entsprach. Betriebsleiter Matthias Naun erklärt: „Wir standen vor der Herausforderung, unsere Anlage zu modernisieren und gleichzeitig die Redundanz beizubehalten. So entstand die Idee, von der Feststoff- auf Flüssigfütterung umzusteigen – für uns damals absolutes Neuland.“

Um diese Herausforderungen zu meistern, wandte sich Biomethan Mühlacker an das Unternehmen Wangen Pumps, dessen Exzenterschneckenpumpen bereits an anderer Stelle in der Anlage hervorragende Ergebnisse geliefert hatten. Wangen Pumps schlug eine neuartige Lösung vor: das neue Bio-Roxx-Modul zur Substrataufbereitung.

Homogenisierung von Substrat und Abtrennung von Fremdstoffen

Das speziell für die effiziente Verarbeitung fester Substrate in Biogasanlagen entwickelte Bio-Roxx-Modul von Wangen Pumps kombiniert Technologien zur Homogenisierung des Substrats und zur Abtrennung von Fremdstoffen. Das Design ermöglicht einen verbesserten Eintrag der Biogassubstrate und schützt nachgeschaltete Anlagenteile wie Pumpen und Rührwerke vor Schäden.

„Das Bio-Roxx-System basiert auf einem ausgeklügelten Mischverfahren, bei dem ein Rührwerk für eine intensive Durchmischung der flüssigen und festen Substrate sorgt und so eine homogene, pumpfähige Masse erzeugt“, erläutert Lukas Geiger, Projektingenieur bei Wangen Pumps. „Das System verfügt über einen aktiven Steinaustrag und entfernt unerwünschte Bestandteile zuverlässig aus dem Substrat, noch bevor dieses in den Fermenter gelangt.“

Die Anlage in Mühlacker wurde mit zwei Bio-Roxx-Modulen ausgestattet, die zwischen der Feststoffzufuhr und dem Fermenter positioniert sind. Feste Substrate werden über zwei Feststoffdosierer zugeführt und über Schnecken in die Bio-Roxx-Module gefördert. Parallel dazu speist die Exzenterschneckenpumpe KL65 von Wangen Pumps Gärreste aus dem Nachgärer als flüssiges Substrat in das System ein.

Anschließend vermischt Bio-Roxx die beiden Substratphasen zu einer homogenen Masse. Die kontrollierte Zugabe des flüssigen Substrats gewährleistet eine verbesserte Konsistenz für eine effiziente Fermentation und problemlose Weiterverarbeitung. Schließlich führt die Abführpumpe KL80 von Wangen Pumps das gemischte Substrat dem Fermenter zu.

Die enge Zusammenarbeit zwischen dem Anlagenbetreiber und Wangen Pumps ermöglichte die erfolgreiche Installation der neuen Bio-Roxx-Mischmodule sowie eine vollständige Modernisierung der Biomethananlagen Mühlacker innerhalb von nur sechs Monaten – ohne jegliche Unterbrechung des Anlagenbetriebs.

Vorteile der anaeroben Vergärung

Der Einsatz des Bio-Roxx-Moduls hat in der Biomethananlage Mühlacker zu erheblichen Verbesserungen geführt: Die Methanausbeute wurde gesteigert, die Fermentation ist gleichmäßiger, und es bilden sich weniger Sink- und Schwimmschichten im Fermenter. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Wartungsaufwand des Bio-Roxx-Systems, das mit wenigen Verschleißteilen konzipiert ist.

„Das Bio-Roxx-Projekt war zweifellos eine Herausforderung, doch die positiven Ergebnisse bestätigen unsere strategische Entscheidung“, resümiert Naun. „Insgesamt hat das neue, aus Redundanzgründen bewusst überdimensionierte Fütterungssystem unsere Arbeitsabläufe deutlich verbessert und unsere betriebliche Flexibilität erhöht. Wir sind nun in der Lage, effektiver auf wechselnde Anforderungen und potenzielle Störungen zu reagieren, Engpässe zu kompensieren und uns schneller an Veränderungen in der Substratzusammensetzung anzupassen – Faktoren, die die Gesamteffizienz unserer Anlage nachhaltig steigern.“

Der Ansatz von Biomethan Mühlacker zeigt, wie Technologie den sich wandelnden Anforderungen einer nachhaltigen Energieerzeugung gerecht werden kann. Durch den Einsatz des Bio-Roxx-Systems von Wangen Pumps hat der Betreiber eine bedarfsgerechte Substratzufuhr umgesetzt – ein wesentlicher Faktor zur Stabilisierung der Energienetze und für eine dynamische Biogasproduktion.