Landwirt rüstet 75 kW-Biogasanlage zur reinen Gasproduktion um
Berater Bernhard Wolf von der BeWo Anlagentechnik erklärt im zweiten Teil unserer Serie, wie Sie den Anlagenstandort zur Gasproduktion für das Satelliten-BHKW umrüsten.
Lesezeit: 4 Minuten
Biogasberater Bernhard Wolf von BeWo Anlagentechnik hat im ersten Teil unserer Serie erläutert, wie die Kleinanlage grundsätzlich erweitert werden kann:
Der Biogasanlagenbetreiber installiert ein Satelliten-BHKW plus großem Wärmepufferspeicher an geeigneter Stelle da, wo Wärme benötigt wird.
Das BHKW hat im Optimum 1,5 MW installierte Leistung und kann damit flexibel Strom produzieren. Die Bemessungsleistung wird auf ca. 200 kW angehoben.
Im zweiten Teil der Serie beschreibt er, wie die die bestehende Kleinanlage zur reinen Gasproduktion für das Satelliten-BHKW wird. Der Kleinanlagenstatus wird damit aufgegeben, das 75 kW-BHKW stillgelegt und ggf. durch ein kleines BHKW zur Wärme- und Eigenstromproduktion ersetzt. Laut Wolf lohnt sich der Wechsel auch vor Ablauf der zwanzigjährigen EEG-Laufzeit.
Die Erweiterung
Die meist am Hof stehende Biogasanlage wird bei dem Konzept um einige Komponenten ergänzt: Da die benötigte Gasmenge um den Faktor drei gesteigert wird, muss meist noch in ein weiteres Gärrestelager investiert werden. Mit dem Bau eines Satelliten-BHKW mit Neuanlagenstatus sind gesetzliche Vorgaben hinsichtlich Maisdeckel, 150 Tage Verweilzeit im gasdichten System sowie sechs bzw. neun Monate Lagerzeit an der Gaserzeugungsanlage, also der ehemaligen Güllekleinanlage, einzuhalten.
Der „Maisdeckel“ bedeutet, dass die Ration, aus der das Biogas erzeugt wird, zu maximal 40 % aus Mais bzw. Getreide bestehen darf. „Den Rest kann der Betreiber nach eigenem Ermessen gestalten, also je nach Region z.B. Mist aller Art, Raps- oder Maisstroh, Zwischenfrüchte, Rübenblätter einsetzen“, schlägt Wolf vor. Hierfür muss die Einbring- und Rührtechnik geeignet sein. Unter Umständen muss also bei einer einstmals reinen Gülleanlage ein Paddelrührwerk und ein Dosierer nachgerüstet werden.
Das Wiederkäuprinzip
Um den Abbau des faserreichen Materials zu erhöhen, rät Wolf zum „Wiederkäuprinzip“: am Fermenter wird ein Separator installiert, der den anfallenden Gärrest separiert und den Presskuchen für den weiteren Abbau in den Fermenter zurück transportiert.
Die Flüssigphase wird dagegen ins Gärrestlager gepumpt. „Das Separieren sorgt zudem für eine weitere Bearbeitung des faserreichen Materials, sodass es die Bakterien besser aufschließen können“, lautet seine Erfahrung. Durch diesen Trick lässt sich die Verweildauer der Rohstoffe im Fermenter erhöhen, ohne dass mehr Fermentervolumen dazu gebaut werden muss. Dadurch wird auch die Investition in teure Rührtechnik für das Gärrestelager überflüssig und der Gesamteigenstromverbrauch reduziert.
Wärmequelle für die Anlage
Da das bestehende 75 kW-BHKW stillgelegt wird, ist eine neue Wärmequelle für den Fermenter nötig. Hierfür schlägt Herr Wolf ein BHKW vor, welches je nach Prozesswärmebedarf maximal 50 kW elektrisch und ca. 80 kW thermische Leistung hat. Im Abstand von zwölf Monaten könnte ein weiteres BHKW folgen, sollte die Leistung nicht ausreichen. Der eingespeiste Strom dieses BHKW wird über das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) vergütet. Bleibt die installierte Leistung des für die Eigenstromproduktion eingesetzten BHKW unter 51 kW, erhält der Betreiber für den eigengenutzten Strom nach dem KWKG 8 ct, wenn die Betriebsstunden des BHKW unter 4000 pro Jahr bleiben. Der eingespeiste Strom wird dagegen mit 16 ct/kWh vergütet. Betrieben wird das BHKW mit Gas aus der Anlage.
Externer Gasspeicher
Die Gasmenge wird im Übrigen nur soweit erhöht, dass die Grenze von 1,2 Mio. m3 Biogas pro Jahr nicht überschritten wird. Das ist laut Baugesetzbuch die maximal mögliche Biogasmenge für eine nach Baurecht genehmigte Anlage. BImSch-Anlagen dürfen dagegen 2,3 Mio. m3 pro Jahr erzeugen. „Außerdem ist es sinnvoll, den Lagerraum auf maximal 10.000 kg Biogas zu begrenzen, damit die Anlage nicht unter die Störfallverordnung fällt“, rät Wolf. Das hätte deutlich mehr Dokumentationsaufwand zur Folge.
Erreichen kann man das u.a. mit einem ebenerdigen Gasspeicherkissen. Wenn der Gasspeicher dagegen auf den Behältern sitzt, steigt bei sinkendem Füllstand das Gasspeichervolumen und damit die Gefahr, dass die Störfallgrenze überschritten wird. Denn für die Berechnung, ob eine Biogasanlage in die Störfallverordnung fällt oder nicht, werden alle absenkbaren, gasdichten Behälter mit dem daraus entstehenden Volumen einbezogen. Beim Fermenter wird z.B. nur der Bereich zwischen Behälteroberkannte bis zum Substrat plus das Nutzvolumen des jeweiligen Gasspeichers berücksichtigt. Bei Gärrestelagern dagegen wird das komplette Volumen des Behälters plus das des Gasspeichers eingerechnet.
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Biogasberater Bernhard Wolf von BeWo Anlagentechnik hat im ersten Teil unserer Serie erläutert, wie die Kleinanlage grundsätzlich erweitert werden kann:
Der Biogasanlagenbetreiber installiert ein Satelliten-BHKW plus großem Wärmepufferspeicher an geeigneter Stelle da, wo Wärme benötigt wird.
Das BHKW hat im Optimum 1,5 MW installierte Leistung und kann damit flexibel Strom produzieren. Die Bemessungsleistung wird auf ca. 200 kW angehoben.
Im zweiten Teil der Serie beschreibt er, wie die die bestehende Kleinanlage zur reinen Gasproduktion für das Satelliten-BHKW wird. Der Kleinanlagenstatus wird damit aufgegeben, das 75 kW-BHKW stillgelegt und ggf. durch ein kleines BHKW zur Wärme- und Eigenstromproduktion ersetzt. Laut Wolf lohnt sich der Wechsel auch vor Ablauf der zwanzigjährigen EEG-Laufzeit.
Die Erweiterung
Die meist am Hof stehende Biogasanlage wird bei dem Konzept um einige Komponenten ergänzt: Da die benötigte Gasmenge um den Faktor drei gesteigert wird, muss meist noch in ein weiteres Gärrestelager investiert werden. Mit dem Bau eines Satelliten-BHKW mit Neuanlagenstatus sind gesetzliche Vorgaben hinsichtlich Maisdeckel, 150 Tage Verweilzeit im gasdichten System sowie sechs bzw. neun Monate Lagerzeit an der Gaserzeugungsanlage, also der ehemaligen Güllekleinanlage, einzuhalten.
Der „Maisdeckel“ bedeutet, dass die Ration, aus der das Biogas erzeugt wird, zu maximal 40 % aus Mais bzw. Getreide bestehen darf. „Den Rest kann der Betreiber nach eigenem Ermessen gestalten, also je nach Region z.B. Mist aller Art, Raps- oder Maisstroh, Zwischenfrüchte, Rübenblätter einsetzen“, schlägt Wolf vor. Hierfür muss die Einbring- und Rührtechnik geeignet sein. Unter Umständen muss also bei einer einstmals reinen Gülleanlage ein Paddelrührwerk und ein Dosierer nachgerüstet werden.
Das Wiederkäuprinzip
Um den Abbau des faserreichen Materials zu erhöhen, rät Wolf zum „Wiederkäuprinzip“: am Fermenter wird ein Separator installiert, der den anfallenden Gärrest separiert und den Presskuchen für den weiteren Abbau in den Fermenter zurück transportiert.
Die Flüssigphase wird dagegen ins Gärrestlager gepumpt. „Das Separieren sorgt zudem für eine weitere Bearbeitung des faserreichen Materials, sodass es die Bakterien besser aufschließen können“, lautet seine Erfahrung. Durch diesen Trick lässt sich die Verweildauer der Rohstoffe im Fermenter erhöhen, ohne dass mehr Fermentervolumen dazu gebaut werden muss. Dadurch wird auch die Investition in teure Rührtechnik für das Gärrestelager überflüssig und der Gesamteigenstromverbrauch reduziert.
Wärmequelle für die Anlage
Da das bestehende 75 kW-BHKW stillgelegt wird, ist eine neue Wärmequelle für den Fermenter nötig. Hierfür schlägt Herr Wolf ein BHKW vor, welches je nach Prozesswärmebedarf maximal 50 kW elektrisch und ca. 80 kW thermische Leistung hat. Im Abstand von zwölf Monaten könnte ein weiteres BHKW folgen, sollte die Leistung nicht ausreichen. Der eingespeiste Strom dieses BHKW wird über das Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz (KWKG) vergütet. Bleibt die installierte Leistung des für die Eigenstromproduktion eingesetzten BHKW unter 51 kW, erhält der Betreiber für den eigengenutzten Strom nach dem KWKG 8 ct, wenn die Betriebsstunden des BHKW unter 4000 pro Jahr bleiben. Der eingespeiste Strom wird dagegen mit 16 ct/kWh vergütet. Betrieben wird das BHKW mit Gas aus der Anlage.
Externer Gasspeicher
Die Gasmenge wird im Übrigen nur soweit erhöht, dass die Grenze von 1,2 Mio. m3 Biogas pro Jahr nicht überschritten wird. Das ist laut Baugesetzbuch die maximal mögliche Biogasmenge für eine nach Baurecht genehmigte Anlage. BImSch-Anlagen dürfen dagegen 2,3 Mio. m3 pro Jahr erzeugen. „Außerdem ist es sinnvoll, den Lagerraum auf maximal 10.000 kg Biogas zu begrenzen, damit die Anlage nicht unter die Störfallverordnung fällt“, rät Wolf. Das hätte deutlich mehr Dokumentationsaufwand zur Folge.
Erreichen kann man das u.a. mit einem ebenerdigen Gasspeicherkissen. Wenn der Gasspeicher dagegen auf den Behältern sitzt, steigt bei sinkendem Füllstand das Gasspeichervolumen und damit die Gefahr, dass die Störfallgrenze überschritten wird. Denn für die Berechnung, ob eine Biogasanlage in die Störfallverordnung fällt oder nicht, werden alle absenkbaren, gasdichten Behälter mit dem daraus entstehenden Volumen einbezogen. Beim Fermenter wird z.B. nur der Bereich zwischen Behälteroberkannte bis zum Substrat plus das Nutzvolumen des jeweiligen Gasspeichers berücksichtigt. Bei Gärrestelagern dagegen wird das komplette Volumen des Behälters plus das des Gasspeichers eingerechnet.
