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topplus Substrate in der Biogasanlage

Langlebig, sparsam und vielseitig: Das müssen Dosiersysteme leisten

Wie viele Landwirte denkt auch Christian Schlütke über einen Substratwechsel in seiner Biogasanlage nach. Beim neuen Feststoffdosierer hat er dafür eine Kombination aus Bunker und Mischsystem gewählt.

Lesezeit: 6 Minuten

Flüssigfütterung oder Feststoffeintrag? Vor dieser Entscheidung stand Christian Schlütke aus Handrup (Landkreis Emsland, Niedersachsen) bei der Neuanschaffung seines Dosiersystems. „Der alte Dosierer war zu klein geworden und die Förderschnecken verschlissen. Daher stand die Investition an“, erklärt der Landwirt die Ausgangslage.

Schlütkes Betrieb besteht aus drei Geschäftsfeldern: Schweinemast, Milchviehhaltung und Biogas. Die Biogasanlage ist 2010 mit 250 kW in Betrieb gegangen und wurde später auf 500 kW erweitert. Heute sind 790 kW installiert.

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Dosierer zu klein

Das Dosiersystem war jedoch nicht mitgewachsen: Der Strautmann Bio-Mix Double 2800 mit zwei vertikalen Mischschnecken und knapp 28 m3 Volumen bzw. 14 t Zuladung musste am Ende pro Tag zweimal befüllt werden, um die Menge von 23 t Substrat aufnehmen zu können. Das Material wird stündlich in den Fermenter befördert.

„Weil die Schnecke auch nur 300 mm Durchmesser hat und der Schneckenbaum mit den Jahren verschlissen war, dauerte das stündliche Füttern am Ende 15 bis 20 Minuten“, beschreibt Schlütke. Ein weiterer Nachteil: Die vertikalen Schnecken mit jeweils 22 kW Anschlussleistung haben viel Strom zum Dosieren benötigt.

Mehr Volumen, weniger Verbrauch

Bei dem neuen System hat sich Schlütke für einen V-Bio Combi 60-1S von BvL entschieden. Der im August 2023 installierte Behälter besteht aus einem Abschiebecontainer sowie einem angekoppelten Dosierer mit nur einer Mischschnecke.

Ein Schild schiebt das Material in den Mischer. Sobald die Stromaufnahme der Mischschnecke einen bestimmten Wert erreicht, stoppt die Steuerung das Zuführen von neuem Material und beginnt erneut, wenn die Stromaufnahme den Minimalwert erreicht hat.

Damit werden die 22 kW-Anschlussleistung für den kompletten Dosierer nur dann ausgeschöpft, wenn der Behälter komplett voll ist. „Die Stromaufnahme ist mit dem System deutlich gesunken. Außerdem wird das Futter dank der 500 mm-Schnecke in nur 6 Minuten in den Fermenter befördert“, sagt der Betriebsleiter.

Dazu hat er folgende Zahlen bei einem Strompreis von 20 ct/kWh ermittelt:

  • Bei dem alten System lag die Fütterungszeit bei 12 Minuten. Die verschiedenen Aggregate hatten eine Stromaufnahme von 50 kW in der Stunde. Pro Stunde kam er damit auf Stromkosten von 2 €. Bei 24 Fütterungsintervallen lagen die Stromkosten bei 48 €/Tag.

  • Bei dem neuen System reduziert sich die Fütterungszeit auf fünf Minuten. Die benötigte Leistung liegt nur noch bei 45,5 kW. Pro Stunde ergeben sich damit Stromkosten von 76 ct/kWh, pro Tag sind es etwa 18 €.

Der tägliche Substratmix besteht heute aus 18 t Silomais, 3 t Rindermist, 1,5 t Roggen-GPS, 1 t CCM sowie 30 m3 Rindergülle, die direkt in den Fermenter gepumpt werden. Die Feststoffe füllt ein Mitarbeiter mit dem Radlader in den Dosierbunker, der auf Wiegestäben steht.

Anforderungen an den Dosierer

Bei Investitionskosten von 130.000 € für den Dosierer und 8.000 € für Betonarbeiten und Stromanschluss abzüglich eines 40-prozentigen Zuschusses nach der Bundesförderung für Energie- und Ressourceneffizienz des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) hat sich die Investition für ihn nach knapp sechs Jahren amortisiert.

Worauf er aber – neben den Investitionskosten – bei einem Dosiersystem noch Wert legt:

  • Der Stromverbrauch muss gering sein.

  • Zur Verschleißminderung sollte der Behälter mit Edelstahl ausgekleidet und der Behälterboden mit Kunststoff ausgekleidet sein.

  • Über Wiegestäbe muss die zugeführte Menge genau erfasst werden können.

„Um besser nachvollziehen zu können, wie viel wir wann von welchem Rohstoff gefüttert haben, wünschen wir uns auch ein Dokumentationssystem wie in der Milchviehhaltung“, sagt er. Der Hersteller BvL hat hierfür das Managementtool „Dairyfeeder“ entwickelt, dass auch auf Biogasanlagen angepasst werden soll und per App via Smartphone zu bedienen ist. Damit wäre eine Dokumentation der Ration für das Betriebstagebuch möglich, was wiederum für das Gutachten des Umweltgutachters zum Erhalt des Güllebonus nötig ist. „Dafür muss aber die WLan- oder Bluetoothverbindung optimiert werden, damit die Mitarbeiter überall auf dem Hof mit ihrem Smartphone Empfang haben“, nennt Schlütke eine Herausforderung aus der Praxis.

Entscheidend ist für ihn auch, dass die Rührtechnik auf das Dosiersystem abgestimmt sind. „Wenn viel Material auf einmal in den Fermenter kommt, müssen sie es effektiv verteilen“, sagt er. Im Fermenter sind bei seiner Anlage zwei Tauchmotorrührwerke sowie ein Langachsmodell eingebaut. Künftig würde er stattdessen zwei Paddelrührwerke nehmen, weil sie das Material seiner Meinung nach effektiver bei geringerem Stromverbrauch bewegen können.

Gedanken um die Zukunft

Wie andere Berufskollegen macht sich auch Schlütke heute viele Gedanken um die Zukunft der Biogasproduktion. Die 14 Jahre alte Anlage erreicht in knapp sechs Jahren das Ende der EEG-Förderung. Die Anlage soll auf jeden Fall bleiben, weil sie ideale Ergänzung zur Milchviehproduktion ist. Denn sie verwertet nicht nur Gülle, Mist und Futterreste sinnvoll, sondern bietet auch Lagerraum für die Gülle.

Eine Teilnahme an der Ausschreibung für eine zehnjährige Verlängerung kommt für ihn aber nicht infrage. „Dafür müsste ich die Anlage doppelt überbauen und in die flexible Fahrweise einsteigen. Wir liegen jedoch zu weit außerhalb und können die Wärme nicht sinnvoll nutzen. Da die Stromerzeugung ohne Wärmenutzung auf Dauer nicht wirtschaftlich ist, habe ich mich dagegen entschieden“, sagt er.

Eine Option wäre die Umrüstung auf eine reine Güllekleinanlage mit Neuanlagenstatus im EEG. Aber bei 75 kW Bemessungsleistung und einer Einspeisevergütung von 24 ct/kWh läge der jährliche Umsatz nur noch bei knapp über 150.000 €. „Wenn dann mal zwei Rührwerke oder ein Behälterdach erneuert werden müssen, reicht das Geld nicht aus“, sagt er.

Die zweite Option, die er für sinnvoller hält, ist die Biomethanproduktion. Hier plant er, mit anderen Berufskollegen eine Sammelleitung zu legen und eine gemeinsame Gasaufbereitung zu bauen. Das Gas könnte als Kraftstoff verkauft werden, da hier die Wertschöpfung im Moment am höchsten erscheint – vor allem bei der Vergärung von Gülle und Mist. Denn damit ist eine hohe Treibhausgasminderung (THG-Minderung) möglich, die sich – vereinfacht gesagt – über den Verkauf einer THG-Quote im Kraftstoffmarkt auszahlt.

Mehr Gülle möglich

Was für Schlütke dafür spricht: Er plant eine deutliche Ausweitung der Milchviehhaltung. Die dabei anfallende Güllemenge sowie den Mist will er komplett in der Biogasanlage vergären und damit vor allem teuren Mais ersetzen. Weil eine große Menge Gülle aber schwer auf die nötige Fermentertemperatur von über 42 °C aufzuheizen ist, plant er, die Gülle zu separieren und nur den Feststoff zu vergären. Die Dünnphase soll dagegen gelagert und als Dünger aufs Grünland ausgebracht werden.

Eine Umsetzung hängt für ihn jedoch davon ab, wie sich der Preis für die THG-Quoten entwickelt. Denn mutmaßlich gefälschte Zertifikate aus China haben den Preis dafür von knapp 400 €/t auf bis zu 120 € innerhalb von 1,5 Jahren massiv fallen lassen. „Ohne den Erlös über die THG-Quoten ist die Biomethanproduktion im Moment unwirtschaftlich. Solange die Bundesregierung keine Lösung hat, um das Zertifikatproblem zu lösen, liegen die Pläne auf Eis“, sagt er.

Beim Umstieg auf mehr Gülle und Mist käme auch ein Flüssigeintrag wieder neu ins Spiel. Dieser besteht je nach Anbieter aus einem Zerkleinerer wie einem Mazerator oder einer Reiß-Mix-Pumpe sowie einer Exzenterschneckenpumpe. Dieses System zerkleinert faserige Ausgangsstoffe wie strohreichen Mist und maischt den Brei mit Gülle an. Die Mischung wird anschließend in den Fermenter gepumpt. Dieses System könnte er später auch nachrüsten und mit dem Feststoffdosierer kombinieren.

Wie viele andere Berufskollegen in der Biogasbranche macht auch er deutlich: „Alle Investitionspläne hängen von den künftigen Rahmenbedingungen ab. Im Moment wird man als Betreiber jedoch nur verunsichert anstatt motiviert, Geld in die Hand zu nehmen!“

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