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Research unit
SFOE
Project number
41863
Project title
Biogas von Kläranlagen, Grundlagen für die Zertifizierung

Texts for this project
 GermanFrenchItalianEnglish
Publications / Results
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Final report
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Inserted texts


CategoryText
Publications / Results
(German)
Strom aus Klärgas weist eine hervorragende Ökobilanz auf; die Stromproduktion auf Kläranlagen führt sogar zu einer Umweltentlastung. Deshalb schneidet die Ökobilanz von Strom aus Klärgas besser ab, als bei den anderen erneuerbaren Energien wie Sonne, Wind oder Wasserkraft. Die Gutachter von Swiss TS beurteilen die Verstromung des Klärgases als energetisch und ökologisch sinnvoll und empfehlen dem Verein für umweltgerechte Elektrizität (VUE) dem Klärgasstrom das Label "naturemade star" zu vergeben.Klärgasstrom hat beim Bundesamt für Energie (BFE) einen hohen Stellenwert. Klärgas ist erneuerbar, da es vorwiegend aus organischem Material von uns Menschen stammt. Klärgas hat im Programm Energie 2000 mehr zur erneuerbaren Stromproduktion beigetragen als die andern erneuerbaren Energieträger wie Sonne, Wind, Holz und Biomasse zusammen. Der Beitrag des Klärgases zur erneuerbaren Stromproduktion ist aber gefährdet, da die Kläranlagen-Betreiber u.a. wegen der Strommarktliberalisierung verunsichert sind. Der Bau neuer BHKW ist in der Schweiz schwierig geworden; auch der altersbedingte Ersatz ist keine Selbstverständlichkeit mehr. Mit der Zertifizierung von Klärgasstrom als "naturemade star" bzw. dem Verkauf des neuen Produktes "Ökostrom aus Klärgas" können die Betreiber zusätzliche Mittel generieren, so dass sich auch die Investitionen in den Bau neuer oder den Ersatz bestehender BHKW wieder lohnen.Um das Ziel "Ökostromverkauf von Klärgas" umsetzen zu können, sind vom BFE weitere Anstrengungen zu unternehmen:- Information von Kläranlagen (als Produzenten), Elektrizitätswerke (als Verkäufer) und Öffentlichkeit (als Endkunden). - Markt für lokal anfallenden und relativ kostengünstigen Ökostrom aus Klärgas vertieft untersuchen.- Dienstleistungsprodukte/Tools schaffen für Kläranlagen sowie Elektrizitätswerke.- Potenziell geeignete Kläranlagen sowie Elektrizitätswerken ermitteln, informieren und persönlich beraten.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kobel,Beat
Kernen,Martin
Müller,Ernst A.
Schmid,Felix
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Publications / Results
(French)
Objectifs de l'OFEN : La production de biogaz de stations d’épuration et sa transformation en énergie renouvelable est énergétique et écologiquement intéressante et est à ce titre soutenue par l’OFEN. Seule une certification permettra d’améliorer les chances de commercialisation de ce produit. L’objectif du présent projet est d’établir les données de base pour cette certification.Gaz de digestion en tant qu’énergie renouvelable : Le gaz de digestion est produit dans toutes les STEP équipées d’une digestion des boues. Ce biogaz peut être valorisé pour produire en même temps de l’électricité et de la chaleur. Comme le gaz de digestion est produit à partir de matières organiques provenant des hommes, il est considéré comme énergie renouvelable.Important potentiel de production électrique supplémentaire : le gaz de STEP présente un important potentiel de production d’énergie renouvelable en Suisse. Dans les dernières années, la production d’énergie à partir de gaz de digestion a connu une progression continue et ce en grande partie grâce à l’action _ Energie dans les STEP _ d’Energie 2000 et de SuisseEnergie. Le gaz de digestion des STEP a plus contribué aux objectifs d’Energie 2000 en matière de production d’énergie électrique renouvelable que l’énergie solaire, l’énergie éolienne et la biomasse ensemble. Ceci est d’autant plus remarquable que le potentiel inutilisé de gaz de STEP est encore élevé. Les moyens techniques pour y parvenir sont l’utilisation intégrale du gaz de digestion pour la production d’électricité, l’augmentation du rendement électrique par le remplacement d’installations de couplage chaleur-force obsolètes ainsi que par l’installation de couplage chaleur-force dans les STEP qui n’en sont pas encore équipées.Danger sur les nouvelles installations de couplage chaleur-force : l’insécurité liée a la libéralisation du marché de l’électricité ainsi que des prix d’électricité en diminution, n’incitent pas les stations d’épuration à s’équiper de nouvelles installations de couplage chaleur-force et mettent en danger la réalisation du potentiel identifié.La solution : la certification en tant que courant vert : afin de contrer efficacement cette tendance, il est nécessaire d’établir les conditions financières intéressantes pour la production de courant à partir de couplage chaleur-force alimenté par du gaz de STEP. Une possibilité consiste à vendre ce courant en tant que courant écologique. Une certification, qui comprend l’évaluation de la valeur écologique de ce produit est de ce fait nécessaire.Première évaluation positive, éclaircissement de détails en cours : sur la base d’une première évaluation, l’OFEN et le VUE ont donné une appréciation positive pour une certification de courant produit à partir de gaz de STEP à la suite de cette première conclusion. Une étude détaillée, dont les résultats sont attendus pour l’été 2002 a été lancée. Cette étude considérera également l’injection du biogaz dans le réseau de gaz naturel.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:


Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Kobel,Beat
Kernen,Martin
Müller,Ernst A.
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Final report
(German)
Aus Klärgas erzeugter Strom soll als Ökostrom mit dem Label naturemade star des Vereins für umweltgerechte Elektrizität VUE zertifiziert werden. Die dazu notwendigen Entscheidungsgrundlagen werden in dieser Ökobilanz erarbeitet.Bei der Reinigung des Abwassers in Kläranlagen entsteht durch biochemische Prozesse Rohschlamm. Zur weiteren Nutzung muss dieser Schlamm in einen stabilen Zustand gebracht werden, in dem keine weiteren Um- und Abbaureaktionen mehr stattfinden und die geruchsbildenden Inhaltsstoffe verringert werden. Diese Umwandlung kann mit zwei Verfahren, der aeroben und der anaeroben Stabilisierung realisiert werden. Bei der aeroben Stabilisierung erfolgt dies durch die energieintensive Zuführung von Sauerstoff in das Stabilisierungsbecken. Bei der anaeroben-mesophilen Stabilisierung (Faulung) erfolgt der Umwandlungsprozess bei Temperaturen von 33-38_C unter Ausschluss von Sauerstoff im Faulturm. Dabei entsteht Klärgas das zu rund 2/3 aus Methan und zu 1/3 aus Kohlendioxid besteht. Der Heizwert dieses Gases ist mit 6,4 kWh/Nm3 nur 1/3 tiefer als jener von Erdgas. Das Klärgas eignet sich sehr gut für die Wärmekraftkoppelung. Die durch das Blockheizkraftwerk BHKW erzeugte Wärme reicht für die Aufrechterhaltung des Faulprozesses und versorgt die anderen thermischen Verbraucher einer ARA. Bei der aeroben Stabilisierung entsteht kein Klärgas.Der VUE fordert, dass nur ARA mit naturemade star zertifiziert werden, die im Vergleich zu einer hypothetischen Referenzanlage (Stand 1995) einen ökologischen Mehrwert von mindestens 14 Eco-Indicator 99 Punkten ausweisen können.Der Unterschied von ARA mit aerobem zu ARA mit anaerobem Verfahren liegt nur in der Behandlung des Rohschlammes. Bei der aeroben Stabilisierung sind es die Systemelemente Stabilisierungsbecken mit Belüftungsgebläsen, bei der anaeroben Stabilisierung die Faultürme, Gasometer und BHKW. Deshalb werden die ökologischen Auswirkungen dieser Anlagenteile bei modernen und älteren Anlagen untersucht und die Differenz bewertet.Moderne ARA mit anaerober Stabilisierung sind verfahrenstechnisch und energetisch optimiert. Dazu gehört eine maximale Reinigungsleistung bei minimalem Einsatz von Betriebstoffen und Energie. Gebäude und Faultürme sind gut isoliert. Der Antrieb von Lüfter und Pumpen erfolgt über Frequenzumformer oder Pumpengruppen und können deshalb im energetisch optimalen Arbeitspunkt gefahren werden. Es wird möglichst viel Klärgas erzeugt und dieses mit möglichst hohem Wirkungsgrad mit BHKW in Strom und Wärme umgewandelt.Die Ergebnisse zeigen die Dominanz des Energieverbrauches bzw. der zugeführten Energie aus nicht erneuerbaren Quellen und der Emissionen. Die Belastungen durch den Bau der Infrastruktur sind sekundär. Bei den Emissionen wurde das Treibhausgas Kohlendioxid als neutral betrachtet, da nur soviel CO2 emittiert wird, wie einige Monate zuvor in der Biomasse assimiliert wurde.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Tiba-Müller AG Holzfeuerungen

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Ronchetti,Claudio
Bienz,Peter
Bieler,Heinrich
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