In einem Forschungsprojekt hat das Deutsche Biomasseforschungszentrum Leckagen auf Biogasanlagen untersucht. Mit einfachen Mitteln lassen sich viele beheben.

Methan ist der gewünschte, brennbare Bestandteil im Biogas und entscheidend für die Wirtschaftlichkeit. Allerdings gibt es in vielen Anlagen kleinere und größere Leckagen, aus denen Biogas und damit Methan entweicht. Dieses Gas ist nicht nur für den Betrieb verloren, weil sich daraus keine Energie mehr erzeugen lässt. Es ist auch um den Faktor 28 klimaschädlicher als CO2 und zudem gefährlich für den Betreiber. Denn unter Umständen können sich lokal Inseln mit einer explosiven Gasmischung bilden.

Aus diesem Grund ist es wichtig, Leckagen in der Anlage rechtzeitig zu ermitteln und abzustellen. Welche auftreten können, haben Wissenschaftler in dem internationalen Verbundvorhaben „Evaluation and reduction of methane emissions from different European biogas plant concepts (EvEmBi)“ untersucht. Es zielte darauf ab, belastbare Daten zur Emissionssituation des Biogasanlagenbestandes zu erheben und repräsentative Methan-Emissionsfaktoren für verschiedene Anlagenkonzepte zu ermitteln.

Elf Anlagen untersucht

Dazu haben die Wissenschaftler des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) aus Leipzig mit drei verschiedenen Messsystemen elf deutsche Biogasanlagen untersucht. Ergebnis: Insgesamt konnten die Wissenschaftler 102 Leckagen finden. Vier Anlagen hatten maximal zwei, auf drei Anlagen dagegen gab es mindestens zehn Leckstellen, aus denen Methan austrat. Insgesamt 36 Leckagen gab es an der Folienanbindung zur Behälterwand sowie 15 Leckagen an den Seildurchführungen der Tauchmotorrührwerke. Weitere Gasaustritte maßen die Wissenschaftler an Über- und Unterdrucksicherung.

„Wir haben zudem die Abluft des BHKW untersucht. Der durchschnittlicher Methanschlupf von 2,7% Methan pro m3 und Stunde entspricht den gängigen Literaturwerten“, erklärt Lukas Knoll, der beim DBFZ u.a. für die Treibhausgasmessungen an Biogasanlagen zuständig ist. Neben dem BHKW sind auch offene Gärrestlager sowie die Über- und Unterdrucksicherungen eine häufig anzutreffende Methanquelle.

Schnelle Abhilfe möglich

Die Abdeckung des Gärrestlagers ist im Verhältnis zu anderen eine teure und aufwendige Maßnahme. Wie Knoll und seine Kollegen festgestellt haben, ließen sich viele andere Methanlecks verhältnismäßig einfach beheben:

• Anziehen von Schraubverschlüssen in Biogasleitungen,
• Nachziehen bzw. Reparatur der Klemmschienen am Behälter, mit denen der Gasspeicher befestigt ist,
• Nachfetten von Seildurchführungen der Tauchmotorrührwerke,
• Erneuern der Wasservorlage bei Überdrucksicherungen.

Nicht immer führen Alterung oder Verschleiß zu Lecks. „Wir haben z. B. an vier Anlagen festgestellt, dass Kugelhähne an den Überdrucksicherungen offen waren, durch die Gas entweichen konnte“, berichtet Knoll. In vier weiteren Anlagen war die Messung des Füllstandes im Gasspeicher mangelhaft. Dadurch kam es zum Auslösen der Überdrucksicherung mit Abblasen von Biogas. Mit wiederkehrenden Gasmessungen auf den Anlagen, aber auch einer regelmäßigen Schulung der Betreiber, um sie für das Problem zu sensibilisieren, ließe sich das Problem reduzieren. Weitere Maßnahmen zur Emissionsminderung sind in dem Hintergrundpapier „Methanemissionen an Biogasanlagen“ enthalten, das das DBFZ zusammen mit dem Fachverband Biogas erstellt hat.

Tipps zur Emissionsminderung

Darin geben die Projektverantwortlichen u.a. diese Empfehlungen:

• Optimierung, Erneuerung und Instandhaltung der eingesetzten Materialien und Techniken, z.B. Erneuerung gealterter Gasspeichermembranen
• Berücksichtigung der Emissionen schon bei der Planung und beim Bau der Anlagen, z.B. Dimensionierung der Gasleitungen, Abdeckung von Lagern
• Einsatz von Überwachungssystemen, um Emissionen detektieren zu können
• Installationen zur direkten Vermeidung von Emissionen, z.B. Abdeckung von Lagern, Abgasnachbehandlung
• Eigenkontrolle der Anlage und der eingesetzten Technik
• Emissionsmessungen insbesondere nach Erneuerung von Anlagenkomponenten, z.B. der Gasspeichermembrane
• Regelmäßige Wartung und Pflege der eingesetzten Materialien und Technik, z.B. beim BHKW oder den Seildurchführungen
• Anpassung der Betriebsparameter vor geplanten Wartungsmaßnahmen, z.B. Anpassung der Substratzugabe
• Optimierung von Betriebsabläufen, z.B. beim Gasspeichermanagement (der Füllstand sollte vorzugsweise bei 50% liegen, wobei saisonale Effekte zu beachten sind)
• Regelmäßige Prüfung der Biogasanlage auf Emissionen durch unabhängige Experten: Gaskamera, Dichtheitsprüfungen, Sachverständigenprüfungen etc.

Das Hintergrundpapier H-011 können Sie unter www.biogas.org kostenlos abrufen. Zum Forschungsprojekt Evembi gibt es in der Projektdatenbank der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe weitere Informationen (https://biogas.fnr.de).

Ihr Kontakt zur Redaktion: hinrich.neumann@topagrar.com