Wer bedarfsgerecht Strom erzeugen will, muss seine Anlage umrüsten. Die Industrie hat dazu neue Lösungen parat.
Eine Biogasanlage, die bedarfsgerecht Strom erzeugt, unterscheidet sich von herkömmlichen Anlagen. Das betrifft nicht nur die Technik, sondern auch das Management:
- Es muss eine Schnittstelle zum Direktvermarkter geschaffen werden.
- Wenn die Anlage beispielsweise nur noch tagsüber läuft und nachts steht, ist ein mindestens doppelt so großes Blockheizkraftwerk (BHKW) nötig. Mit diesem kann der Betreiber dann am Jahresende genauso viel Strom produzieren wie vorher, auch wenn das BHKW nur die halbe Zeit läuft.
- Da während der Stillstandzeit die Gasproduktion weiterläuft, ist auch ein entsprechend großer Gasspeicher nötig.
- Zum Teil wird ein größerer Trafo fällig, wenn die Leistung deutlich erhöht wird.
- Zum Management: Ausfälle müssen nicht nur sofort festgestellt, sondern auch gemeldet werden, um den Kauf von Ausgleichsenergie zu vermeiden.
- Der Betreiber sollte z. B. Wartungsarbeiten in die Zeit legen, in der das BHKW steht, damit er möglichst viel vom teuren Strom verkaufen kann.
- Der Betreiber muss sich daran gewöhnen, dass es Stunden gibt, an denen die Stromproduktion wirtschaftlicher ist als andere.
Neben der Investition ist auch die Zustimmung der finanzierenden Bank, der Genehmigungsbehörde, des Netzbetreibers sowie eines Umweltgutachters nötig, der die Fähigkeit zur flexiblen Fahrweise bestätigen muss (siehe Kasten), sofern er die Flexibilitätsprämie in Anspruch nehmen möchte.
Steuergeräte nötig.
Damit der Netzbetreiber die Regelleistung von seiner Leitwarte aus abrufen kann, ist ein Steuergerät als Schnittstelle nötig. Diese Steuergeräte kosten heute rund 900 € ohne Montage und Programmanpassung. Anlagenhersteller wie MT Energie oder PlanET haben eigene Lösungen im Angebot.Einige Stromhändler installieren auch gern ihre Geräte. „Wir legen Wert darauf, dass die Betreiber die Schnittstelle sowie die Anbindung an die Anlagensteuerung selbst bezahlen. Dann ist kein Umbau der Technik nötig, wenn sie den Händler wechseln wollen“, erklärt Bernhard Temmen von der Gela Energie aus Lünne. j
Viele Stromhändler haben ein Online-Portal aufgebaut. Hierin geben die Betreiber per Mausklick an, auf welche BHKW der Händler in den kommenden Wochen zurückgreifen kann. Wenn eine Wartung ansteht oder das BHKW bei Frost nicht abgeschaltet werden soll, weil die Wärme benötigt wird, lässt es sich für die entsprechende Dauer aus der Vermarktung der Flexibilität herausnehmen.
Moderne Technik:
Die „Bioenergie Steinfurt“ aus Hollich (Nordrhein-Westfalen) geht noch einen Schritt weiter. Hier wird die Kommunikationsschnittstelle sogar zur Steuerung eingesetzt. Die Bioenergie Steinfurt arbeitet dabei mit dem Vermarkter Nexus Energie aus Düsseldorf zusammen. Die Kommunikationseinheit „NESTbox“, die am BHKW installiert ist, ruft regelmäßig Daten von dem Portal eSpot ab, das die Firma NEST Neue Energie Steinfurt entwickelt hat. „Anhand von Preisprognosen unseres Stromhändlers kann ich einen eigenen Fahrplan für die BHKW erstellen. Das Portal steuert dann die BHKW vollautomatisch anhand dieses Fahrplans“, erklärt Geschäftsführer Sven Nefigmann. Darin kann er z. B. eingeben, dass die BHKW nur dann laufen sollen, wenn der Strompreis über dem Durchschnitt liegt – egal, in welchem Zeitraum das der Fall ist.Zur Teilnahme am Regelenergiemarkt ist nicht jedes BHKW gleich gut geeignet. Die Bioenergie Stötze (Niedersachsen) nutzt dafür zwei Zündstrahl-BHKW und ein Gas-Otto-BHKW. Das Gas-BHKW wird nur auf 50 % heruntergeregelt, die Zündstrahler dagegen können ganz ausgestellt werden. „Sie starten leichter nach dem Herunterfahren als Gas-Otto-Motoren“, begründet Geschäftsführer Michael Borgard das Vorgehen. Allerdings steigt der Zündölverbrauch. Denn beim Hochfahren läuft ein BHKW zunächst mit reinem Zündöl, hat die Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) festgestellt. Auch beim Herunterfahren wird vor dem Ausschalten reines Zündöl verbrannt.
Doch sowohl Gas-Otto- als auch Zündstrahl-BHKW können laut LfL innerhalb von drei Minuten am Netz sein. In der ersten Minute nach dem Start erfolgt die Netzsynchronisation. Nach dem anschließenden Aufwärmen wird die Leistung kontinuierlich um 2 bis 6 kW je Sekunde gesteigert. Nach drei Minuten ist das Aggregat auf Volllast.
Damit ein ständiger Kaltstart den Motorverschleiß nicht erhöht, muss das BHKW auch im Stand auf Temperatur gehalten werden. Hierfür nutzen einige Betreiber Zusatzheizungen. Die Motorenhersteller arbeiten aber auch an technischen Lösungen, damit die BHKW z. B. Abwärme zur Motorerwärmung nutzen können.
Auch rät die LfL von einem längeren Betrieb in Teillast ab. Denn heutige Motoren verlieren bei 50 % Teillast mehr als 8 % des Wirkungsgrades, während die Emissionen steigen. Auch der Methananteil im Abgas (Methanschlupf) steigt, was die Wirtschaftlichkeit zusätzlich verschlechtert.
Bei der bedarfsgerechten Stromerzeugung ist auch ein größerer Gasspeicher nötig. Doch Vorsicht: Damit fällt der Betreiber eventuell unter die Störfall-Verordnung und muss zusätzliche Auflagen erfüllen. Die Verordnung greift, wenn auf einer Anlage mehr als 10 000 kg bzw. umgerechnet ca. 7 600 m3 Biogas gelagert werden könnten.
Neue Gasspeicher:
Um diesen Nachteil zu umgehen, bietet NEST Anlagenbau eine schwimmende, gasdichte Abdeckung des Gärrestlagers ohne Speicher an. Bei dieser Art der Lagerung gibt es keinen Gasspeicher auf dem Gärrestlager. Als Schwimmkörper dient ein Kunststoffring, der innen an der Behälterwand auf der Flüssigkeit liegt und über den die Folie gespannt wird. Das entstehende Gas wird kontinuierlich abgesaugt. Zum Speichern des Biogases wird ein externer Kugelgasspeicher mit einem Volumen von 1 500 bis 5 000 m3 installiert. Eine andere Alternative ist ein größerer Gasspeicher auf dem Gärrestlager. Der Hersteller MT Energie hat dafür ein kugelförmiges Dach entwickelt, das mehr als doppelt so viel Speichervolumen bieten soll wie ein herkömmliches Tragluftfoliendach. Ziel sollte sein, dass der Betreiber mindestens die Gasmenge speichern kann, die in zwölf Stunden produziert wird.„Was an den Anlagen häufig noch fehlt, ist ein Gasspeicher-Managementsystem“, ergänzt Henrik Borgmeyer, Geschäftsführer des Anlagenherstellers BioConstruct. Heute werden BHKW über den Füllstand des Gasspeichers gesteuert. Dabei war es bislang nicht notwendig, dass ein Gasspeicher ganz geleert wird, meist bleibt eine Reserve von 20 bis 30 % übrig. „Das muss sich jetzt ändern, das Tragluftgebläse muss so gesteuert werden, dass es den Speicher ganz leer drückt“, meint Borgmeyer.
Hinrich Neumann
