Bioraffinerie im Energiepark Pirmasens-Winzeln

Die Abteilung Forschungsanlagen entwickelt und betreibt im Energiepark Pilotanlagen, die im Laufe der nächsten Jahre zu einer Bioraffinerie für die stoffliche und energetische Kaskadennutzung von landwirtschaftlicher Biomasse ausgebaut werden sollen. Der Energiepark ist ein Gemeinschaftsprojekt des PFI, der Stadt Pirmasens und der Stadtwerke Pirmasens. Zurzeit befinden sich dort folgende Einzelanlagen:

1. Nawaro-Biogasanlage (2013/14)

Bei der Realisierung der Biogasanlage wurden die Forschungsergebnisse des PFI in einem einzigartigen prozessoptimierten Mehrkammerbehälter mit ausgezeichneter Wärmeisolation und einer zusätzlichen Wärmerückgewinnung aus Biogas über eine Hochtemperaturwärmepumpe umgesetzt. Damit kann der Biogasprozess beschleunigt und der Wärmenergieeinsatz für die Fermenterheizung deutlich reduziert werden.
Technische Beschreibung: Biogasanlage mit Fahrsilo (7890 m3), Vorhydrolyse (1.120 m3), Fermenter (1.574 m3), Substrat-/Gärrestlager I (942 m3), Substrat-/Gärrrestlager II (1.548 m3), Substrat-/Gärrest-lager III (1.890 m3), 3 Pufferspeicher (100 m3), CO2-Wärmepumpe (60 kWth), BHKW 550 kWel.

Information der Öffentlichkeit nach § 8a 12.BImSchV

2. Biogasaufbereitungsanlage zur biotechnologischen Methanisiserung (2015/16)

Als neuer Ansatz zur Biogasaufreinigung wird bei der Gasaufbereitung des PFI nicht das Kohlendioxid aus dem Biogas entfernt, sondern Wasserstoff zum Biogas dazugegeben und mit Hilfe von Archaeen (Urbakterien) zu Methan umgewandelt. Das Gas wird anschließend über Aktivkohle entschwefelt und über einen Adsorptionstrockner getrocknet. Das Nährmedium und Wasser wird über ein ausgeklügeltes Recyclingsystem zurückgewonnen. 
Technische Beschreibung: Biogasaufbereitungsanlage zur Biotechnologischen Methanisiserung 2 x 40 m3 Kolonnen bis 7 bar Betriebsdruck; Biogasaufbereitung zur Einspeisung 100 Nm3/h mit Taupunkt -40 °C, Wasserrückgewinnung 80 l/h über Keramikfilter und Membrandestillation zur Nährmedienaufbereitung

 

3. Biogaseinspeiseanlage ins Gasnetz der Stadtwerke Pirmasens (2016/17)

Die Stadtwerke Pirmasens haben mit planerischen Unterstützung der PFI-Bioraffinerietechnik GmbH eine Einspeiseanlage für das Biogas/Synthesegas des PFI aufgebaut, die die Überwachung der Gasqualität nach der DVGW-Richtlinie G260/G262 ermöglicht und eine Brennwertanpassung mit Flüssiggas vornimmt.
Technische Beschreibung: Einspeiseleistung 20-700 Nm3/h ins Mitteldrucknetz bei 750 mbar, Propan/Butan-Konditionierung zur Brennwertanhebung auf 11,2 kWh/Nm3, Gasrückführung bei Nichteinhaltung der Festlegungen zur Gasqualität in der Abschaltmatrix.

In Zukunft ist der Aufbau von folgenden weiteren Anlagen geplant:


4. Wasserelektrolyseanlage mit Anbindung Kläranlage (in Planung 2018/19)

Die Energie im regenerativen Überschussstrom kann über Wasserelektrolyse zu 80% im Wasserstoffgas gespeichert werden. Zur Versorgung der Biotechnologischen Methanisierung der Biogasaufbereitungsanlage des PFI mit Wasserstoff und Nutzung des bei der Wasserelektrolyse entstehenden Sauerstoffs und der Abwärme für die Kläranlage Felsalbe soll eine Wasserelektrolyseanlage im Energiepark Pirmasens über ein Leitungssystem von 1.475 m Länge mit der Kläranlage Felsalbe verbunden werden. Dabei soll eine weitestgehende Sektorenkopplung realisiert und durch eine sinnvolle Anwendung in der Praxis demonstriert werden.
Technische Beschreibung: Wasserelektrolyse mit Überschussstrom (1,8 MWel) Wasserstofferzeugung 400 m3/h für Klärgasaufbereitung, Sauerstofferzeugung 200 m3/h zur Belüftung in den Belebungsbecken, Wärmebereitstellung 360 kWth zur Klärschlammtrocknung.

5. Strohaufschlussanlage mit Fermentationszentrum (in Planung 2020/21)

Eine weitere Ausbaustufe zur Vervollständigung des PFI-Bioraffineriekonzeptes stellt die Strohnutzung als Substrat für die Biogasproduktion (anstelle vom derzeitigen Maisanbau) und die Fermentation der dabei gewonnenen Zuckerhydrolysate zu Zielprodukten wie Polyhydroxyalkanoate und Polymilchsäure (Biokunststoffe), Xylitol (Zuckerersatzstoff), Bernsteinsäure (Plattformchemikalie), Butanol (Treibstoff), etc.. Diese sollen im Pilotmaßstab gewonnen und für die jeweilige Nutzung aufbereitet und konditioniert werden.

 
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