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Während aktuell viel über die EEG-Novelle 2012 und mögliche Auswirkungen für die Bioenergie diskutiert wird, entwickeln einige Anlagenbetreiber ihre Biogasanlagen weiter, machen sie moderner und fügen Aufbereitungsanlagen für Biomethan hinzu. Ein interessantes Beispiel für einen neuen Biogaspark im brandenburgischen Barsikow mit innovativem Wärmenutzungskonzept möchte ich heute vorstellen.

Die Auswirkungen der EEG Novelle 2012 für die Biogasbranche finden Sie in diesem Artikel (nachträglich eingefügt am 18.8.2011)

Repowering von Biogasanlagen

Die Weiterentwicklung einer bestehenden Technologie und die Anpassung an die sich wandelnden Kundenanforderungen ist meist Voraussetzung für den langfristigen Erfolg eines Produkts. Dieses Prinzip gilt natürlich auch für Biogasanlagen, welche sich an die verändernden Marktbedingungen oder Anforderungen der Gesellschaft möglichst gut anpassen müssen. Die kontinuierliche Verbesserung ist auch eine der zentralen Forderungen eines jeden Qualitätsmanagementsystems nach ISO 9001.

Bei technologischen Anpassungen bestehender Anlagen wird häufig vom Repowering gesprochen. Im folgenden eine Auflistung möglicher Ansatzpunkte und Maßnahmen für ein Repowering von Biogasanlagen:

  • Austausch stark beanspruchter Anlagenteile (z.B. Rührwerke, Beschicker)
  • Erhöhung des energetischen Wirkungsgrads der Biogasanlage (z.B. Tausch des BHKW)
  • Integration einer Aufbereitungs- und Einspeiseanlage für Biomethan, bzw. Bioerdgas
  • Verbesserung der Emissions-/Abgaswerte (z.B. Formaldehyd für EEG-Bonus)
  • Vorbehandlung der Substrate zur Verbesserung ihres Aufschlusses
  • Verbesserung der Lebensbedingungen für Mikroorganismen
  • Erhöhung der Durchsatzleistung des Fermenters

Bei Vorhandensein der notwendigen Investitionssummen gibt es zahlreiche Möglichkeiten eine Biogasanlage noch zu optimieren. Die schmerzliche „never change a running systeme“-Erfahrung muss man an dieser Stelle natürlich gut abwägen. Ein Risiko, welches vor allem unter Betreibern mit ausgeprägtem Pioniergeist gut bekannt sein dürfte.

Beim Repowering geht es häufig um die Erhöhung der Leistungsfähigkeit der bestehenden Anlage. Dazu gehört auch die Nutzung, der bei der Verstromung anfallenden Wärme. Dabei ist die  Erstellung eines möglichst umfassenden Wärmenutzungskonzepts – einige Beispiele für Wärmenutzungskonzepte gibt es hier – weiterhin einer der schwierigsten Punkte bei der Planung einer wirtschaftlich gut laufenden Biogasanlage.

Biogaspark in Barsikow mit Aufbereitungsanlage für Biomethan

Im brandenburgischen Barsikow wird zur Lösung dieses „Wärme-Problems“ ein interessanter Weg gegangen, welcher die Energiebilanz der Anlage verbessert und gleichzeitig die Herstellung eines weiteren Bioenergieprodukts ermöglicht.

Der geplante Biogaspark mit 3 Fermentern und 4 Gärrestlagern wird ab 2011 etwa 1.000 m3 Biogas in der Stunde produzieren. Das aktuell immer noch Besondere dieser Biogasanlage ist die geplante Aufbereitungsanlage für Biomethan. So sollen mit 480 m3/ h ungefähr die Hälfte des gewonnenen Biogases weiter zu Bioerdgas aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist werden. Die andere Hälfte des Biogases wird direkt vor Ort verstromt.

Über das gesamte Jahr betrachtet, wird im Barsikow-Park somit die Produktion von 4,3 Millionen m3 Biomethan erreicht. Großzügig gerechnet entspricht das in etwa 0,1% der von der Bundesregierung angestrebten Jahresproduktion von 6 Milliarden m3 Bioerdgas im Jahr 2020.

Mikrogasturbine unterstützt Aminwäsche von Biogas zu Biomethan

Der von der Nordmethan GmbH, einer Tochtergesellschaft der Weltec Biopower GmbH, finanzierte und betriebene Biogaspark in Barsikow wird als Aufbereitungsverfahren für das Rohbiogas die sogenannte „Aminwäsche“ nutzen. Zur Verstromung des Biogases wird außerdem auf eine 200 kW Mikrogasturbine des Berliner Unternehmens Greenvironment GmbH zurückgegriffen.

Der Kombination von Aminwäsche und Mikrogasturbine sollte besondere Beachtung geschenkt werden, da sie verfahrenstechnisch sehr elegant ist und dazu führt, dass die bei der Verstromung des Biogasanteils anfallende Wärme direkt vor Ort, als Prozesswärme, genutzt werden kann!

Bei der Biogasaufbereitung sind vor allem 3 Verfahrensschritte nötig, die teilweise einen konstanten Bedarf an Prozesswärme haben:

  • Biogasentschwefelung
  • Kohlendioxidabtrennung
  • Gastrocknung

Mit Hilfe der Aminwäsche soll der Schwefelwasserstoff und das Kohlendioxid vom Biogas getrennt werden. Das Biogas wird hierbei durch eine alkalisch wässrige Lösung von Aminen geleitet, wobei die Amine die nicht gewünschten Gase reversibel binden. Anschließend werden die Amine, durch Erhitzen des sauren Gases auf 140 °C, wieder gelöst und können erneut verwendet werden.

Für das Erhitzen des Gases kann die Wärme genutzt werden, die bei der Verstromung des Biogases entsteht. Da Mikrogasturbinen auf Grund ihres Rekuperators (Wärmetauscher) über einen besonders hohen thermischen Wirkungsgrad verfügen, sind sie für den Einsatz in Biogasanlagen die über eine Aufbereitungsanlagen sehr gut geeignet.

Verschiedene Typen von Blockheizkraftwerken zur Verstromung von Biogas habe ich schon in einem früheren Artikel – siehe Vergleich von BHKW – gegenübergestellt. Dabei wurde auch die 200 kW Mikrogasturbine der Greenvironment GmbH (Hersteller Capstone) vorgestellt, welche neben klassischen Verbrennungsmotoren eine Möglichkeit zur Verstromung des Biogases mit Kraft-Wärme-Kopplungs-Technologie bietet.

Weitere Verfahren zur Aufbereitung des Biogases sind die Druckwechseladsorption (PSA) und die Druck-Wasser-Wäsche.

Kaskadennutzung von Biomasse im Industriepark Arneburg

Mit der Planung für einen ähnlichen Biogaspark im Industriepark Arneburg/ Sachsen-Anhalt entsteht unter der Führung der Nordmethan GmbH vor Ort ein bunter Mix für die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse.

So gibt es in Arneburg mit einem der modernsten und größten Zellstoffwerke Zentraleuropas (Zellstoff Stendal GmbH) und einer Papierwerk (Delipapier GmbH) schon eine umfassende Infrastruktur für die stoffliche Nutzung von Biomasse (Holz). Außerdem ist das Zellstoffwerk in Arneburg mit 100 MW auch das größte Biomassekraftwerk Deutschlands.

Mit dem neuen Biogaspark werden traditionelle (Zellstoff) und relativ junge (Biomethan) Nutzungspfade für nachwachsende Rohstoffe am Standort vereint. Vielleicht ergeben sich die Möglichkeiten für ein umfassendes Kaskadenkonzepts, mit welchem verschiedene stoffliche und energetische Nutzungspfade von Biomasse kombiniert werden können.

Welche Anpassungen für Bioenergie sollten in die EEG-Novelle aufgenommen werden?

Die verschiedenen Experten und Interessengruppen sind sich noch nicht einig, in welcher Art das Erneuerbare Energien Gesetz angepasst werden soll. Dies führt aktuell zu heißen Diskussionen, welche am Ende hoffentlich zu einem stimmigen und akzeptierten Konzept für die Branche der Bioenergie führen werden. Übereinstimmung gibt es in dem Punkt, dass eine Anpassung nötig ist, um Fehlentwicklungen, wie den steigenden Mais-Monokulturen in einigen Landkreisen, entgegenzuwirken.

Welche Technologien oder Inputstoffe sollen gefördert, welchen Entwicklungen verhindert und welche Maßnahmen angewendet werden? Welche Ideen oder welche Kritik zur Novelle des EEG haben Sie? Eine Auswahl von Änderungsansätzen die aktuell diskutiert werden, gibt es hier.