25.000 Tonnen Kartoffeln werden vom Schweizer Chips-Hersteller Zweifel zu köstlichen Snacks verarbeitet. Das dabei anfallende Abwasser wird in einer betriebseigenen Kläranlage gereinigt. Seit ein integriertes BHKW Klärgas in Strom- und Wärme umwandelt, läuft die Abwasserreinigung energieautark – was nicht nur Betriebskosten senkt, sondern auch die CO2-Emissionen reduziert.

In der Schweiz kommt wohl kaum ein Freund salziger Snacks an den Knabbereien des Traditionsunternehmens Zweifel Pomy-Chips herum. Mit 55 Prozent Marktanteil ist Zweifel der Marktführer in diesem Lebensmittelsegment. Über 250 Schweizer Bauern bauen extra für Zweifel die pro Jahr benötigten 25.000 Tonnen Kartoffeln an – was rund 1.200 vollen Lkw-Ladungen entspricht. Was nicht in den hungrigen Mündern der Konsumenten verschwindet – wie beispielsweise Schalen und andere Produktionsabfälle – kommt wiederum dank eines nachhaltigen Herstellungszyklus der Erzeugung neuer Snacks zu Gute. So kann Zweifel unter anderem mithilfe einer eigenen Kläranlage in seinem Werk Wasser, das zum Waschen der erdigen Knollen verwendet wird, wiederverwerten. Bei diesem Reinigungsprozess von täglich 300 bis 500 m3 Abwasser entsteht Biogas, aus dem Strom gewonnen wird. Abwasser wird zu Energie
Die Abwässer der Chips-Produktion werden seit 2016 in der betriebseigenen Kläranlage in Spreitenbach nahe Zürich gereinigt und das aus der Gärung im Anaerobie-Reaktor erzeugte Biogas wird als hochwertiger Brennstoff einem Blockheizkraftwerk (BHKW) zugeführt. Die anfallende Abwärme des Aggregates wird in den Wärmeprozess der Produktion integriert beziehungsweise zur Erwärmung des Anaerobie-Reaktors verwendet, der dadurch energieautark ist. Zusätzlich wird ein Teil der Wärme für die Gebäudeheizung verwendet. Somit wird die Energie des anaeroben Stärke-Abbauprozesses praktisch vollständig genutzt, was zu merklichen CO2-Einsparungen führt. Das Blockheizkraftwerk besteht im Wesentlichen aus einem BHKW-Modul und einer Gasreinigungsanlage. „Der Einsatz eines BHKWs in Kläranlagen erlaubt die optimale Energieausnutzung des anfallenden Klärgases“, erläutert der ausführende Projektleiter Emanuel Graser von 42technology. Das Unternehmen hat seinen Schwerpunkt in der Produktion, Speicherung, Übertragung und Überwachung von elektrischer Energie gesetzt. Insbesondere bei betriebseigenen Kläranlagen wie hier beim Chips-Hersteller Zweifel oder auch bei kleinen kommunalen Kläranlagen ist die Energieeffizienz eines BHKWs einer Gaseinspeisung in das Erdgasnetz überlegen. Bei der Wahl des ­BHKWs im Werk von Zweifel fiel die Entscheidung auf das smartblock-Modul von KW Energie. Die smartblock-Aggregate zeichnen sich dank standardisierter Serienfertigung durch hohe Flexibilität aus, die Größe der Energiezentrale kann modular an die erforderliche Ausstattung angepasst werden. „Das Gesamtsystem ist als Modullösung ideal“, urteilt Emanuel Graser.

Wirkungsgrad von über 100 Prozent
Das gewählte BHKW smartblock 33 (33 kW elektrische Leistung und 73,4 kW thermische Leistung) bestehend aus einem K36 Gasmotor mit angekoppeltem Asynchrongenerator, zeichnet sich durch seinen einfachen Aufbau mit wenigen Verschleißteilen aus. Der von KW Energie neuentwickelte Gasmotor ­ mit der GSC-Verbrennungstechnologie (Gas-Stream­­-Combustion bzw. Gasstrahlverbrennung) besticht durch seine robuste Bauweise und hohe Energieeffizienz. Dank der vorhandenen Abgaskondensation kann ein totaler Wirkungsgrad von über 100 Prozent – bezogen auf den unteren Heizwert – generiert werden. „Der integrierte Abgaskondensator ist von großen Vorteil“, bestätigt Projektmanager Emanuel Graser. Der nachgeschaltete 3-Wege­Katalysator sorgt für Abgasemissionen, die deutlich unter den vorgeschriebenen Werten liegen. Bei der Konstruktion und insbesondere der Standardisierung des Moduls wurde ein großes Augenmerk auf die Zugänglichkeit und die Servicefreundlichkeit der einzelnen Komponenten des Aggregates gelegt. Eine Schalldämmhaube sorgt für einen geräusch­armen Betrieb. Mit 48 dB(A) bei einem Meter Abstand zum BHKW erzeugt dieses eine Lautstärke, die jenem von Vogelgezwitscher entspricht. Ein wichtiger Teil des Moduls ist die Steuerung, die exakt auf alle Funktionen des BHKW-Betriebes abgestimmt ist. Priorität hatte für den Betreiber die hohe Nutzerfreundlichkeit und die optimale Darstellung der Betriebsebenen auf dem Bedienpanel. Eine BUS-Verbindung ermöglicht die Einbindung der elektronischen Daten in das betriebseigene Leitsystem.

Herausfiltern von Schwefel und Siloxanen
BHKWs in Kläranlagen benötigen eine Gas­aufbereitung, um unnötige Schäden durch Schwefel und Siloxane und damit erhöhten Wartungsaufwand an den Gasmotoren und Apparaten zu vermeiden. 42technology bietet anschlussfertige Gasreinigungsmodule abgestimmt auf den Klärgasanfall und die Klärgasqualität an. Eine im Freien aufgebaute ­Reinigung des Biogases sorgt im Zweifel-Werk für einen störungsfreien und servicearmen Betrieb der ­BHKW-Anlage. Im Weiteren garantiert die Gasreinigung eine lange Lebensdauer des Moduls. In einer ersten Stufe wird das Gas gekühlt, um mit dem Kondensat Schadstoffe aus dem Gas herauszuwaschen. Nach anschließender Erwärmung gelangt das Gas in einen Behälter mit Aktivkohle um weitere Spurenelemente wie Siloxan- oder Schwefelverbindungen aus dem Gas zu filtern. Die Langlebigkeit der Kombination aus smartblock-BHKW und Gasaufbereitung konnte sich in den letzten sieben Jahren beweisen, die Serviceintervalle fallen deutlich größer aus als geplant und die Anlage läuft auch nach über 20.000 Betriebsstunden problemlos ohne größere Wartungsarbeiten. Seit der Inbetriebnahme konnte Zweifel dank des BHKW jährlich 64 Tonnen CO2 einsparen.