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12.09.2017

Abwasserverband: Pilotprojekt macht Biokohle aus Klärschlamm

Der Abwasserverband Rüsselsheim/Raunheim entsorgt bislang seinen Klärschlamm noch konventionell durch Schlammverbrennung. Jetzt hat er beschlossen, ein Pilotprojekt zu unterstützen, das ein neues Verfahren zur Klärschlammverwertung zur Serienreife bringen soll und beispielhaft für die Region ist. Mittels der hydrothermalen Karbonisierung (hydrothermal carbonization, HTC) soll Biokohle gewonnen werden. Bei hohem Druck und hohen Temperaturen wird die Kohleentstehung so auf wenige Stunden beschleunigt – die Natur benötigt dafür mehrere Millionen Jahre. Das Projekt ist auf zwei Jahre ausgelegt und wird gemeinsam mit der Hochschule RheinMain sowie weiteren Partnern durchgeführt. Das neue Verfahren soll Kosten- und Energievorteile mit sich bringen sowie die Umwelt schonen.

Die Städte Rüsselsheim am Main und Raunheim haben sich in  ihren Klimaschutzkonzepten verpflichtet, klimaschädliche Gase zu verringern sowie bestehende umweltbelastende Entsorgungstechniken zu reduzieren. „Das funktioniert aber nur, wenn wir innovative Techniken entwickeln und zur Anwendung bringen können. Die hydrothermale Karbonisierung von Klärschlämmen und Bioabfällen ist genau eine solche Technik, denn sie schont natürliche Ressourcen und ersetzt konventionelle umweltschädliche Verarbeitungspraktiken“, erklärt Thomas Jühe, Bürgermeister der Stadt Raunheim.

„Eine erfolgreiche Durchführung des Projektes bietet neben der Verbesserung der CO2-Bilanz die Möglichkeit, die Entsorgungskosten zu senken. Damit lassen sich die Gebühren für Abwasserbeseitigung und Abfallentsorgung reduzieren und zu erwartende Kostensteigerungen durch neue gesetzliche Auflagen abfangen“, erklärt der Oberbürgermeister der Stadt Rüsselsheim am Main, Patrick Burghardt, weitere wesentliche Vorteile des in Erprobung befindlichen neuen Verfahrens.

Schneller als die Natur
Bei der hydrothermischen Karbonisierung wird der in der Natur ablaufende Prozess der Kohleentstehung technisch nachgeahmt. Als Ausgangsprodukt kann praktisch jede Biomasse verwendet werden, wie zum Beispiel Biomüll oder auch Klärschlamm. Die Umwandlung in Kohle findet dabei, wie sich aus dem Namen ableiten lässt, in wässriger Umgebung sowie unter einem hohen Druck von 20 bis 35 Bar und bei Temperaturen von 180 bis 230 Grad Celsius statt. Dabei werden die organischen Moleküle aufgebrochen und Sauerstoff und Wasserstoff in Form von Wasser unter Wärmeentwicklung abgegeben. Dadurch erhöht sich die Energiedichte beziehungsweise der Brennwert der verbleibenden Masse, der Kohle. Die so entstehende Biokohle kann, in Abhängigkeit des Ausgangsprodukts, einen vergleichbaren Brennwert wie Braun oder Steinkohle aufweisen.

Bekanntes, aber noch längst kein etabliertes Verfahren
Das HTC-Verfahren ist seit Anfang 2000 bekannt. Verschiedene Versuchsanlagen zeigen, dass die Technik der Karbonisierung grundsätzlich funktioniert. Gleichwohl sind bei der praktischen Umsetzung noch viele Fragen offen. Die Pilotanlage auf dem Gelände des Abwasserverbands soll daher Wege aufzeigen, wie eine Großanlage mit einer jährlichen Kapazität von 10.000 Tonnen Biomasse technisch realisiert werden kann und sich dabei auf die Besonderheiten der kommunalen Abwasser- und Abfallbeseitigung abstimmen lässt. Dies betrifft zum Beispiel Fragen des Genehmigungsprozesses, der Gesamtwirtschaftlichkeit und der Gebührenstabilität oder der Übertragung auf andere Standorte. Den Rückständen gilt dabei ein besonderes forschungstechnisches Interesse: Wie ist die Kohle zu verwerten? Was passiert mit den im Klärschlamm enthaltenen Schwermetallen und Phosphaten? Lassen sich im Prozesswasser und in der Biokohle noch andere, nur schwer abbaubare Wirkstoffe, wie Arzneimittel oder Hormone nachweisen, die potenziell umweltschädliche Wirkung haben können? Aber auch die genaue Ermittlung der Energie- und CO2-Bilanz vor Ort ist wichtiges Forschungsthema.

Abwasserverband Rüsselsheim/Raunheim als optimaler Standort
Unter Berücksichtigung der Infrastruktur und der Lage gilt die zentrale Kläranlage der beiden IKZ-Städte Rüsselsheim am Main und Raunheim als besonders geeigneter Projektstandort. Hier stimmen die Platzverhältnisse, Biomüll oder Klärschlamm sind günstig und in ausreichendem Maß verfügbar und zusätzliche Geruchsemissionen sind auch nicht zu erwarten. Beide Städte haben nun die Gelegenheit, dieses Verfahren im Rahmen eines Forschungs- und Pilotprojektes durch die kommunale Netzwerk Untermain GmbH in Zusammenarbeit mit der Hochschule Rhein-Main, dem Forschungszentrum Neu-Ulrichstein, der HTC-ThermaCarbon GmbH & Co.KG sowie dem Rüsselsheimer Prototypenbauer Berkenkamp GmbH zur Serienreife zu entwickeln. „Die erfolgreiche Durchführung kann den Standort Rüsselsheim/Raunheim in seiner Funktion als Innovationsstandort stärken, zumal auch schon international Interesse an den Ergebnissen bekundet wurde“, erklärt Rüsselsheims Oberbürgermeister Burghardt.
Die Kosten des Projektes werden komplett von den Projektbeteiligten getragen, so dass dem Abwasserverband keine Kosten mit der Durchführung des Pilotbetriebes entstehen. Der Projektzeitraum ist auf zwei bis drei Jahre angesetzt, längstens bis zum 31. Dezember 2020.                                                                        

 

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