Nachlese Fachsymposium Biogasmotoren

Bildquelle: Dierk Jensen, Blick in den Vortragssaal
Fachsymposium Biogasmotorenam 5.9.2019

18 Fachvorträge wurden jeweils kurz und prägnant in 15 Minuten präsentiert und von Peter Krabbe mit dem Blick auf die Uhr straff moderiert. Sie boten den Teilnehmern wertvolle Inhalte mit Blick auf Biogas-BHKWs und ihre Peripherie, die für deren wirtschaftlichen Betrieb unerläßlich ist.  Das spätsommerlich schöne Wetter am 5.9.2019 stand in einem gewissen Gegensatz zu dem Stimmungstief der Biogas-Branche. Dies geht auch zurück auf das schwierige politische Standing der Branche als unterschätzter Player der Energiewende. Belastend wirkt sicher auch die  mancherorts wetterbedingt schwierige und teure Substratversorgung und der nach wie vor steigende Auflagendruck für Biogasanlagenbetreiber.

Flexibilisierung als Treiber der Weiterentwicklung von Produkten und Dienstleistungen

Nicht nur im ersten Themenblock ging es um Flexibilisierungs-Themen. Moritz Raben stellte seine Erfahrungen aus dem Flex-Betrieb seiner BHKWs vor, die viele Betreiber, die noch in der aktuellen zum Ende kommenden Bauphase ihrer Flex-BHKWs sind, ermutigen sollten, die unterstützenden Dienstleistungen für ein Flexprojekt nicht zu vergessen.

Dies sind Direktvermarktungsverträge auf Augenhöhe, die Rechte und Pflichten beider Vertragspartner sauber und transparent austarieren. Und eine im Alltag den Betreiber entlastende automatisierte Fahrplansteuerung, die Speicherstände für Gas und Wärme ausreichend genau erfasst. Dazu gehört ebenso ein individuelles Instandhaltungskonzept, das die Fahrweise der BHKWs berücksichtigt.

Kleine Ursachen mit großer Wirkung im BHKW-Betrieb

Viele unscheinbare Stellschrauben helfen nicht nur im Flexbetrieb, Erträge zu retten und ungeplante Stillstände zu vermeiden. Ob das die Temperierung von Biogas betrifft, um Kondensate zu vermeiden und hohe Standzeiten der Aktivkohle zu sichern. Oder die Verringerung des hohen Eigenstromverbrauches von BHKWs, für dessen Umsetzungs-Maßnahmen sich Fördergelder nutzen lassen. Unmittelbar nach dem Fachsymposium gingen die ersten konkreten Anfragen zur Prüfung von Fördermitteln bei Joachim Kohrt ein. Die technischen Potenziale zur Eigenstromsenkung bei elektrischen Antrieben im BHKW hatte Stephan Waerdt in seinem Vortrag angesprochen.

Mit Blick auf das kommende Winterhalbjahr wird der Beitrag von Michael Gülck zur Temperierung von Schmieröl im Flex-BHKW besondere Bedeutung bekommen: zwei Motorstarts am Tag mit langen Auskühlphasen fordern vom Schmieröl schnelle Präsenz an der Schmierstelle beim Motorstart, wenn die Lager nicht unnötigt belastet werden sollen. Das bewältigen (Einbereichs-) Gasmotoren-Schmieröle nur mit ausreichender Vorwärmung. Der Flexbetrieb der Biogas-BHKWs wird daher sicher eine weitere Entwicklung der Gasmotoren-Schmieröle in Richtung der aus dem Automotive-Sektor bekannten Mehrbereichsöle anstoßen. Diese werden in einem größeren  Temperaturbereich bereits seit vielen Jahren erfolgreich eingesetzt.

Dekarbonisierung und schärfere Emissionsvorschriften verändern die Verbrennungsverfahren

Mit extremen Magermixmotoren lassen sich die geforderten NOx-Grenzwerte nicht mehr einhalten. Deshalb werden sich die Motorenhersteller mit der Optimierung ihrer eingesetzten Brennverfahren und dem Einsatz der Harnstoffeindüsung zur Reduktion der Stickoxide beschäftigen müssen. Diese Veränderung wird Betreibern einen Wirkungsgradvorteil verschaffen, der den Mehraufwand an Harnstoffeindüsung zum großen Teil kompensiert. Für andere Verbrennungskraftmaschinen (Dieselmotoren in Nutzfahrzeugen) ist diese Technologie bereits seit knapp zehn Jahren erprobt und zuverlässig im Einsatz.

Wasserstoff steht als Kraftstoff zur Verstromung bereits in unterschiedlichen Verfahren in den Startlöchern. Auch für Biogasmotoren wird eine Beimischung zum Biogas bzw. zu Biomethan erprobt, um die CO2-Emissionen zu reduzieren. Mit aus erneuerbaren Energien, wie  z.B. Windenergieanlagen, erzeugtem Strom lässt sich Wasserstoff gewinnen, der entweder methanhaltigen Brennstoffen beigemischt wird oder sich mit Hilfe von anfallendem CO2 zu Methan weiterverarbeiten lässt. Frank Grewe gab in seinem Vortrag einen Ausblick auf die zu erwartende BHKW-Technolgie , die “grün” erzeugten Wasserstoff verarbeitet. Auch wenn die Wasserstoff-Logistik noch in den Kinderschuhen steckt, so zeigen die ersten Gehversuche doch, welches Potenzial zur (umweltfreundlichen) Energieerzeugung nutzbar sein wird – auch von der Biogasbranche.

Aktuelle Service-Umfrage

In den zurückliegenden Sommermonaten haben rund 150 Betreiber von Biogas-BHKWs an der Service-Umfrage der IG Biogasmotoren teilgenommen. Für die Ertragskraft eines Biogas-BHKWs ist ein guter Servicepartner unerläßlich, so dass dem Anlagenbetreiber weder (häufige) ungeplante Stillstände noch hohe Instandhaltungskosten drohen.

Was macht einen guten Servicepartner aus?

Die erste Frage beschäftigt sich mit der Gewichtung der Kriterien aus der Kundenanforderung. Diese sind im wesentlichen folgende:

  • Reaktionszeit
  • Erreichbarkeit
  • Preis-Leistungs-Verhältnis
  • Ersatzteilverfügbarkeit
  • Technische Kompetenz

Natürlich sind die Anforderungen an Servicebetriebe durchaus unterschiedlich aus Sicht der betroffenen Anlagenbetreiber, da es im Markt auch sehr unterschiedliche Instandhaltungs-Konzepte gibt. Die Bandbreite der Instandhaltungskosten (ohne Schmierölkosten) ist sehr groß:

  • zwischen den niedrigsten Kosten (die besten 10%: weniger als 1 Cent pro kWh el.) und
  • den höchsten Kosten (die schlechtesten 10%: mehr als 2,5 Cent pro kWh el.) bezogen auf die produzierte Kilowattstunde Strom liegen mehr als 250%.

Die große Bandbreite der Kosten zeigt, dass hier noch ein erhebliches Verbesserungs-Potenzial im Markt schlummert.

Die Service-Umfrage belegt aber auch, dass die Kosten des Servicepartners nicht das wichtigste Anforderungs-Kriterium sind. Sondern Erreichbarkeit, Reaktionszeit und technische Kompetenz aus Sicht der Kunden mehr punkten.

Gewichtung der Kundenanforderung aus Sicht der Anlagenbetreiber

Quelle: SurveyMonkey Service-Umfrage Sommer 2019 Gewichtung der Kundenanforderung

Während die erste Frage der Service-Umfrage die Gewichtung der Anforderungskriterien bewertet, beantwortet die zweite Frage, wie gut Anbieter diese im Durchschnitt erfüllen. Dabei geht es wiederum um die wahrgenommene Erreichbarkeit und Verfügbarkeit des Service-Partners. Sowie natürlich auch um sein gebotenes Preis-Leistungs-Verhältnis und die erlebte Mitarbeiter-Qualifikation vor Ort.

Anforderungserfüllung der Kriterien durch Service-Partner

Quelle: SurveyMonkey, Service-Umfrage: Erfüllung der Kundenanforderung

Service-Umfrage deckt Verbesserungspotenzial auf

Der Vergleich der beiden Grafiken zeigt, dass Service-Partner mit Blick auf die Erfüllung der Kundenzufriedenheit noch Luft nach oben zeigen.  Regional verteilen sich Service-Fachkräfte sehr unterschiedlich. Daher sind die Wünsche der Kunden nach Erreichbarkeit und Verfügbarkeit von Servicepersonal einerseits verständlich. Andererseits ist es eine organisatorische Herausforderung für Service-Unternehmen, dezentral die geforderten Fachkompetenzen bereitzustellen. Auch in dieser Branche gilt, dass Ersatzinvestitionen oder Erweiterungsinvestitionen stark vom erlebten Service vor Ort entschieden werden.

Die offene dritte Frage der Service-Umfrage sammelt weitere Wünsche ein, die aus Sicht der Kunden für den BHKW-Service wichtig sind. Mit ihrer Erfüllung kann dann das Zünglein an der Waage in der Kundenentscheidung zur richtigen oder zur falschen Seite ausschlagen.

Service-Umfrage: Die Antworten auf die offene dritte Frage nach den sonstigen Wünschen der Betreiber hinsichtlich des Servicepartners wurden hier geclustert.

Quelle: SurveyMonkey Service-Umfrage Cluster der sonstigen Wünsche von Betreibern

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass aus dem Top-Cluster der Betreiber-Antworten der Wunsch nach einer vertrauensvollen Zusammenarbeit mit dem Service-Partner spricht. Das wird damit begründet, dass Service-Mitarbeiter vor Ort nicht zu häufig wechseln, diese ein gutes Anlagenverständnis mitbringen und dem Kunden “einen Mund gönnen”, mit dem, was sie vor Ort im BHKW gesehen und gemacht haben. Dann fühlt sich ein Kunde im BHKW-Service gut betreut.

Funktionsüberwachung des Kat in BHKWs gefordert

Quelle: Emission Partner GmbH & Co.KG

Die 44. Bundesimmissionsschutz-Verordnung verlangt von BHKW-Betreibern ab einer Feuerungswärmeleistung von 1 MW pro BHKW den Nachweis, dass Abgasbehandlungsanlagen wirksam betrieben werden. Dies bedeutet nicht nur den Nachweis, dass ein Katalysator verbaut ist. Sondern dass dieser auch durchgehend im Motorbetrieb die geforderten Schadstoffe reduziert. Für den Einsatz von Gasmotoren ab ca. 400 kW el. Leistung ist mit gemessenen Abgaswerten nachzuweisen, dass die Funktionsüberwachung des Kat (Oxikat, SCR-Kat) funktioniert.

Die jährliche Messung von Schadstoffen, wie z.B. Kohlenmonoxid und Stickoxide, durch den Umweltgutachter reicht nicht mehr für den gesetzeskonformen Betrieb des BHKWs aus. Die 44. BImschV ist seit dem 20. Juni 2019 in Kraft und gilt. Die praktische Umsetzung dieser Verordnung ist  BHKW-Betreibern und vielen BHKW-Herstellern dagegen nicht klar.

Funktionsüberwachung des Kat aktuell nicht umsetzbar

Es ist daher zu erwarten, dass prüfende Behörden den nachweispflichtigen Betreibern Übergangsfristen einräumen werden, bis zu denen technische Lösungen installiert sein müssen. Zur Zeit sind noch keine praktikablen Lösungen am Markt erhältlich.

Behörden erwarten diese Daten von Betreibern. Die Berichtspflicht für Betreiber von BHKWs ist mit der Veröffentlichung des Verordnungstextes im Bundesanzeiger bereits entstanden. Die Aggregate, die unter diese Verordnung fallen, sind vom Betreiber darüberhinaus anzumelden und zu registrieren.

Betreiber sind verpflichtet – wo sind Lösungen?

Auch wenn Betreiber vom Gesetzgeber zum Funktionsnachweis verpflichtet sind, richtet sich der Blick auch auf Motoren- und BHKW-Hersteller. Diese sollten ihre BHKW-Kunden mit passenden Produkten und Dienstleistungen diesbezüglich unterstützen. Die weit überwiegende Mehrheit der Hersteller hat dieses Thema aber noch nicht im Markt erkennbar aufgegriffen.

Es geht dabei um zwei Themen:

  1. Wie soll Nachweis einer funktionierenden Abgasnachbehandlungsanlage (Katalysator: je nach Anforderung Oxikat oder SCR-Kat) technisch erbracht werden?
  2. Sichere Erhebung und Speicherung der Messdaten zur Dokumentation der Funktionsüberwachung des Kat für einen geforderten Zeitraum von 6 Jahren.

Herstellerneutrale Messung und Dokumentation oder Fabrikatslösung

Vor dem Hintergrund der Motoren- und Herstellervielfalt dürfte es gerade für Betreiber mit einem gemischten Maschinenpark anzustreben sein, dass einheitliche Berichte pro Motor technisch ohne großen Aufwand erstellt werden können. Eine herstellerübergreifende Lösung könnte daher auch unter Kosten- / Nutzen-Gesichtspunkten von Vorteil sein.

Zur Zeit entsteht der Eindruck, dass es die meisten Motoren-Hersteller nicht sonderlich eilig haben, herstellerspezifische Lösungen für Ihre Motoren- und BHKW-Typen zu entwickeln. Möglicherweise wird hier eher eine Kooperationsstrategie mit kompetenten Komponentenherstellern gefahren. Für die Erstausrüstung und eine Nachrüstung von Bestandsanlagen könnten für den Betreiber praktikable Lösungen entstehen, ohne dass Hersteller eigene Entwicklungsbudget mit dieser Anforderung des Gesetzgebers belasten müssen.

Eine modular an unterschiedliche Einbausituationen im BHKW anpassbare Lösung würde aus Betreibersicht für den herstellerübergreifenden Ansatz sprechen. Zumal der Betreiber dann auch nicht auf sehr unterschiedliche Realisierungszeiten der Motoren-Hersteller warten müsste. Der Gesetzgeber macht der Branche zeitlichen Druck zur zügigen Umsetzung. So werden Anbieter, die die Anforderung umfassend erfüllen und nicht bei einer unzureichenden “Verplombung” des Kat stehenbleiben, im Markt vorn liegen.

Messlatte für eine Funktionsüberwachung des Kat liegt hoch

Aus Kundenperspektive bedeutet das “Produkt” Funktionsüberwachung des Kat, dass ein Anbieter profunde Kenntnisse der Abgasnachbehandlung und der damit verbundenen Messtechik benötigt. Hinzukommt nicht nur die Messung und Datenerhebung relevanter Schadstoffbestandteile im Abgas des Gasmotors. Manipulationssichere Speicherung der Betriebsdaten und ihre Auswertung für das geforderte kontinuierliche Berichtswesen sind anspruchsvolle Dienstleistungen. Diese müssen den Anforderungen der DSGVO entsprechen. Und darüberhinaus auch weitestgehend automatisiert bereitgestellt werden, um eine Kosten sparende Lösung bereitzustellen.

Als einer der ersten Anbieter hat Emission Partner diese Herausforderung im Markt angenommen und gibt dem Betreiber einen Überblick über sein Lösungskonzept:

  • Integration der Messtechnik in die bestehende Katalysatortechnologie und
  • Einsatz cloudbasierter Datenbankanwendungen, um den Betreiber in seinen Berichtspflichten zu unterstützen.
  • “Software as a Service” vermeidet hohe Anfangsinvestitionen beim Kunden und
  • die notwendige Hardware in Form der eingesetzten Messtechnik wird mit einer Leasinglösung bezahlbar gemacht

Einen ersten Überblick des konkretisierten Kundenangebotes zur Funktionsüberwachung des Kat finden Sie hier zum Download.