Polygeneration von Bioethanol, Biogas, Strom und Wärme durch die Betreibergemeinschaft Sun Power Plant Project GesbR „S3P“

Ziel des Projektes ist die Analyse der wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für die Produktion von Treibstoff-Bioethanol in der Region Harmansdorf/Rückersdorf (NÖ), Teilnehmer an der Leaderregion „10 vor Wien“. Entgegen der allgemeinen Tendenz den regenerativen Energieträger Bioethanol in Großanlagen unter Einsatz von fossiler Energie zu erzeugen, soll in diesem Projekt die Realisierbarkeit einer dezentralen Kleinanlage untersucht werden, deren Energiebedarf durch nachwachsende Rohstoffe gedeckt wird. Im Hintergrund stehen vielfältige ökologische Überlegungen, die bei der Rohstofferzeugung mit nachhaltigen Fruchtfolgekonzepten auf regionalen Anbauflächen beginnen und über biogene Reststoffverwertung zur Wärmeversorgung gehen, die z. B. zu innovativen Verschaltungskonzepten der Bioethanol- mit Biogasanlagen führen. Der Kreis schließt sich beim ökologisch durchdachten Düngemanagement mit Biogasgülle-Reststoffen. In technischer Hinsicht besteht bei Kleinanlagen Optimierungsbedarf bei der verhältnismäßig schlechten Energieeffizienz, welche durch bessere Wärmeintegration von einzelnen Anlagenteilen erhöht werden soll. Da die technische Umsetzung von Verfahrensschritten auch stark von den anfallenden Kosten abhängt, werden wirtschaftliche Lösungswege gesucht. Als Beispiel die Adsorption, die in Anlagen mit hohen Kapazitäten Stand der Technik zur Ethanol-Absolutierung ist. In Kleinanlagen ist diese Methode zu teuer. Als äußerst interessante Alternative bieten sich, aufgrund der Modulbauweise, Membrantrennverfahren wie Dampfpermeation oder Pervaporation an. Der Feed kann bei der Dampfpermeation direkt dampfförmig von der Rektifikation kommend zugeführt werden, bei der Pervaporation in flüssigem Zustand. Die optimale Membrantechnik-Variante wird theoretisch ermittelt und anschließend in praktischen Versuchen getestet. Die Deckung des Eigenenergiebedarfs der Bioethanol-Anlage durch nachwachsende anstelle von fossilen Rohstoffen ist ein entscheidender Eckpfeiler des Projektes. Das innovative Anlagenkonzept sieht die Koppelung der Bioethanol- mit einer Biogasanlage vor. Durch die Vergärung des Destillationsrückstandes (Schlempe) aus der Bioethanolerzeugung in der Biogasanlage wird Biogas erzeugt, das durch direkte thermische Nutzung den Energiebedarf der Bioethanolanlage deckt. Daneben besteht die Möglichkeit der Biogas-Verstromung in einem BHKW oder einer Kleingasturbine, wobei die anfallende Abwärme die Bioethanolanlage versorgt. Abhängig von der gewählten Variante reicht die Menge an verfügbarer Schlempe als alleiniges Biogas-Substrat nicht aus, um die 100 %-ige Wärmebedarfsdeckung der Bioethanolanlage zu erreichen. Daher werden der Schlempe verschiedene Co-Substrate beigemischt, um deren Potenzial zur Erhöhung der Biogasausbeute in Batch- sowie kontinuierlichen Versuchen zu testen. Neben der Bestimmung der optimalen Fermentationsparameter soll die anfallende Biogasgülle hinsichtlich ihrer Düngerqualität für die lokalen Gegebenheiten optimiert werden. Als Ergebnis des Projektes soll eine Feasibility Studie für die Erzeugung von Bioethanol in Kombination mit Biogas, Strom und Wärme am Standort Harmansdorf/ Rückersdorf vorliegen, die von neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen gestützt wird.