Deponiegas-Nutzungsanlage Niemark

Im März 1990 wurde die Deponiegas-Nutzungsanlage - Niemark in Betrieb genommen. Betreiber sind die Entsorgungsbetriebe Lübeck.

Im "Lübecker Modell" konnte aufgrund günstiger örtlicher Voraussetzungen eine optimale Synthese wirtschaftlich sinnvoller und umweltfreundlicher Technik realisiert werden. Auf der Basis eines Gutachtens des Ingenieurbüros Kies + Abfall fiel die Entscheidung für ein energetisches Konzept mit vollständiger Nutzung der Abhitze aus der Motorenanlage des Blockheizkraftwerkes (BHKW).

Geplant wurde die Anlage von der Firma Energie + Umwelt, Neumünster.
Auf der Suche nach einem Standort, der eine Wärmenutzung der Größenordnung 7000 kW_th überhaupt ermöglichen würde, fiel die Wahl auf das etwa 5 km entfernt liegende Betriebsgelände. Die dort installierte Fernwärmestation versorgt neben den Betriebsgebäuden auch einen benachbarten Industriebetrieb und einige Wohneinheiten mit Heizenergie. Die Standortwahl erwies sich auch noch unter anderen Gesichtspunkten als zweckmäßig. Die vorhandene Infrastruktur auf dem Betriebsgelände gewährleistet eine optimale Betreuung und hat damit direkten Einfluss auf die Verfügbarkeit des BHKW. Auch zukünftigen Entwicklungen bei der Behandlung von Reststoffen aus der Deponie (z.B. Sickerwasser) wurde mit dieser Entscheidung Rechnung getragen. Die für die Reststoffbehandlung benötigte energieintensive Verfahrenstechnik (Umkehrosmose und Eindampfung) kann später als Baustein eines integralen Deponie-Entsorgungskonzeptes in unmittelbarer Nähe zum BHKW installiert werden.

Gasfassungssystem

Die Gasbrunnen sind vertikal mittels Ramm- und Bohrverfahren in den Deponiekörper eingebracht. In der ersten Ausbaustufe wurden 77 Gasbrunnen installiert die 1998 durch 40 weitere in der Ausbaustufe ergänzt wurden. Die Brunnentiefe beträgt zwischen 25 und 43 m ab Deponiegeländeoberkante. Bei optimaler Einstellung ist ein Gasbrunnen in der Lage 67 m³/h zu fördern. In der Gassammelstation wird über Mess- und Regeleinrichtungen eine Aufteilung in Gut- und Schlechtgas vorgenommen.

Entgasung

Bis 1997 wurden auf der Deponie Niemark rund 7,3 Millionen Kubikmeter Abfälle abgelagert, mit einer Gasproduktion von 3000 m³/h. Die erste Ausbaustufe des BHKW ist auf 1600 m³/h ausgelegt. Das Gas wird durch 77 vertikale Gasbrunnen ( 1. Ausbaustufe) abgesaugt und den Gassammelstationen am Deponierand zugeführt. Dort wird das Gas analysiert und je nach seiner Beschaffenheit, die natürlichen Schwankungen unterworfen ist, einer Gut- oder Schlechtgasleitung zugewiesen. In den Gassammelstationen befinden sich auch die Einrichtungen zur Messung und Regulierung der einzelnen Gasbrunnen.

Verdichter

Über eine Ringleitung gelangt das Gas in die Verdichterstation. Gut- und Schlechtgas werden dort verdichtet und zur Nutzung ins BHKW geleitet. Als Verdichter sind frequenzgesteuerte Drehkolbenmaschinen installiert. Das erhitzte Gas wird anschließend gekühlt und getrocknet, wobei ihm bereits viele Schadstoffe (H₂S, Si, Cl) entzogen werden. Die Verdichterstation ist explosionsgeschützt (Schlechtgaszone 0, Gutgaszone 2) und wird bei Gefahr durch eine umfangreiche redundante Analytik über Schnellschlussschieber gegen weiteren Gaszutritt abgesperrt.

Motoren und Kesselanlage

Um ein Maximum an Verfügbarkeit und Teillastverhalten sowie ein günstiges Investitionskostenbild zu erreichen, ist eine Motorenzahl von 4 bis 6 zweckmäßig. In der ersten Ausbaustufe wurden 4 MWM-Deponiegasmotoren mit einer Leistung von je 600 kW_elektr. Installiert, die Ausbaustufe beinhaltet eine Reserve von zwei zusätzlichen Aggregaten.

Hohe Verfügbarkeit

Alle zum Betrieb der Nutzungsanlage notwendigen Aggregate sind so ausgeführt, dass ein teilweiser Ausfall nicht zum Stillstand des BHKW führen kann. In der Praxis ist die Nichtverfügbarkeit einer Anlage dieser Größenordnung erheblich teurer als die Abschreibung redundanter Systembauteile.

Das Fernwärmesystem

Ein umfangreiches Wärmeverteilsystem mit Pumpenstation, Fernleitung und den Verbraucherseitigen Unterstationen verteilt die Abwärme als Heiz- und Prozessenergie an die verschiedenen Nutzer. Wegen des hohen Anteils an Prozessenergie ist die Abnahmecharakteristik relativ ausgeglichen. Spitzenbedarf an kalten Wintertagen wird durch einen mit Leichtöl betriebenen Spitzenlastkessel bereitgestellt, der aufgrund seiner großen Leistung (4,8 MW) auch die Versorgungssicherheit bei Deponiegasausfall oder Motorstörung übernimmt.

Umweltschutz

Deponiegas ist umweltschädlich. Speziell die im Gas transportierten Spurenstoffe haben insgesamt eine erhebliche toxische Wirkung auf Mensch und Natur. Deshalb kann eine Deponiegasanlage auch nicht primär unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten betrachtet werden, sondern die Gasentsorgung ist eine elementare Forderung der TA - Siedlungsabfall. Durch die Verwendung des Deponiegases im BHKW werden jährlich 5,4 Mio. Liter Heizöl oder 5,4 Mio. Kubikmeter Erdgas eingespart.
Das reduziert die Umweltbelastung mit Kohlendioxid um ca. 15 Mio. kg, die mit Kohlenmonoxid um rund 3000 kg pro Jahr. Durch die Hochtemperaturverbrennung werden rund 300 kg Kältemittel jährlich entsorgt.