Risiken und Chancen von Biogas-BHKWs

Biogas-BHKWs mit Risiken und Chancen

Das diesjährige Fachsymposium Biogasmotoren am 11. Mai in Büdelsdorf und am 12. Mai 2022 in Rotenburg (Wümme) stand in seinem ersten Themenblock ganz im Zeichen der Risiken und Chancen, die Biogasanlagen-Betreiber gerade erleben. Auf der einen Seite sind dies Kostensteigerungen auf den Beschaffungsmärkten, zum Beispiel für Substrate. Auf der anderen Seite erleben diejenigen Betreiber von Biogasanlagen, die flexibel fahren, erfreuliche starke Stromerlöse aus der bedarfsgerechten Stromerzeugung. Wer seine Biogasanlage kräftig überbaut  und ausreichend Gas- und Wärmepufferspeicher errichtet hat, kann die Potenziale des Strommarktes derzeit voll ausschöpfen. Auch die steigende Nachfrage nach “grüner Wärme” stärkt die Erträge.

Dr. Clemens von Treurat und Partner machte in seinem Vortrag deutlich, welchem Handlungsdruck Biogasanlagen-Betreiber auf der Produktions- und Vermarktungsseite ausgesetzt sind. Landwirtschaftlichen Biogasanlagen müssen sich auf der Grundlage einer Standortanalyse Gedanken machen, ob die eigene Biogasanlage fortgeführt oder umgenutzt wird. Auch ein Ausstieg wäre im Einzelfall eine Handlungsoption.

Substratverfügbarkeit und -Kosten ebenso bedeutend wie Markterlöse für Strom und Wärme

Wirtschaftlichen Einflussfaktoren werden von den Auswirkungen der Energiekrise geprägt, die zu steigenden Energie- und Ausrüstungskosten geführt haben. Die hohe Nachfrage nach erneuerbaren Energien sorgt aber auch für gestiegene Wärme- und Stromerlöse.

Strompreisentwicklung an der Strombörse im Tagesverlauf

Quelle: Treurat & Partner, Starke PV- und Windstromproduktion lässt mittags
den Börsenstrompreis für Biogas-BHKWs unter 0 Cent/kWh rutschen.

 

Die Strompreisentwicklung an einem Tag mit starkem Wind und Sonnenschein lässt den Börsenpreis mittags unter die Nulllinie rutschen. Dies sieht frühmorgens und am späten Nachmittag anders aus, wenn die Sonne untergeht und das Angebot an Photovoltaik-Strom schwindet. Dann spielen Biogasanlagen ihre Trümpfe aus und können die Nachfragespitze am Nachmittag und Abend aus dem Gasspeicher mit hoher Leistung zu hohen Preisen bedienen. Vorausgesetzt, die Größe des Gasspeichers bremst das Biogas-BHKW nicht frühzeitig ein.

Eine Schönwetterlage mit wenig Wind und viel Sonnenschein, führt zu durchgehend hohen Strompreisen auch über den Mittag hinweg, sodass Biogasanlagen auch eine längere Zeit am Tag ihren produzierten Strom zu attraktiven Preisen vermarkten können.

Der Strommarkt zeigt, dass die erneuerbaren Energien gegenüber den fossilen wettbewerbsfähig sind. Auf die zunehmende Volatilität der Strommärkte sind hochflexible Speicherkraftwerke gut vorbereitet. Die Politik gibt noch kein klares Bekenntnis zur Unterstützung der Biogasbranche: Belastungen und Entlastungen des “Osterpaketes”  wirken indifferent. Hier wären klare Entscheidungen hilfreich für eine weitere, notwendige Investitionsbereitschaft, sodass in Verbindung mit flexiblerem Substrat-Einsatz Biogas seine Stärke im Strommarkt und für den Verkehrssektor auch mit Biomethan stärker zur Geltung bringen könnte.

Risiken und Chancen für flexible Strom- und Wärmeproduktion

Biogasanlage Bioenergie Gettorf

Quelle: Bioenergie Gettorf, Flexibel produzierende Biogasanlage mit großem Reingasspeicher

Dezentralen Biogasanlagen werden gute Zukunftschancen eingeräumt, wenn diese entweder ihre Flexibilität gut ausnutzen können oder im Verbund mit benachbarten Biogasanlagen Biomethan produzieren und für den Verkehrssektor ein Kraftstoff produzieren, der attraktiv vergütet wird.

Martin Laß von der Bioenergie Gettorf präsentierte seine Biogasanlage als regionales Speicherkraftwerk, das im flexiblen Betrieb unter Ausnutzung seiner Gas- und Wärmespeicherkapazitäten die Strompreisspitzen ausschöpft und gleichzeitig Wärmekunden versorgt.

Ausgehend von diesem Konzept wurde ein Quartierskonzept vorgestellt, das stufenweise realisiert wird und auch Anforderungen z. B. der E-Mobilität berücksichtigt. Wenn in einem Ort mehrere Ladestationen gleichzeitig E-Fahrzeuge versorgen und aufladen sollen, gerät das kommunale Stromnetz schnell an seine Leistungsgrenze. Hier kann ein Biogas-BHKW in einem lokalen Inselnetz Ladestationen leistungsstark mit grünem Strom versorgen. Das Verhältnis von Risiken und Chancen für Biogasanlagen-Betreiber verschiebt sich somit deutlich in Richtung attraktiver Marktchancen. Mit diesem Quartierskonzept bleibt die Wertschöpfung in der Region. Bürger und kommunale Einrichtungen profitieren unmittelbar von den Vorteilen grünen Stroms und grüner Wärme aus dem eigenen Ort. Auch Photovoltaik- und Windenergieanlagen sind in dieses Konzept integrierbar und fügen sich problemlos in den modularen Aufbau erneuerbarer Energieversorgung ein.

Lokale Anpassung des Quartierskonzeptes und bürgernahe Information hierüber

Die vollständig klimaneutrale Versorgung von Wohngebieten im ländlichen Raum ist heute schon technisch möglich. Selbst der öffentliche Nahverkehr und Carsharing lassen sich hier einbinden, sodass die Verkehrswende auch auf dem Lande keine Utopie mehr ist. Der Informations- und Kommunikationsbedarf bis zu den ersten Spatenstichen ist nicht zu unterschätzen. In Gettorf stillt ein Informations- und Energiewende-Büro den Informationsbedarf der Bürger. Transparenz und Antworten auf viele Bürgerfragen schaffen erst das vertrauensbildende Fundament, auf dem die nicht unbeträchtlichen Investitionen stehen und eine hohe Akzeptanz herbeiführen. Zu dem Vortrags-PDF geht es hier.

Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022

Fachsymposium Biogasmotoren im Mai 2022 als Präsenzveranstaltung am 11. Mai in Büdelsdorf (bei Rendsburg) und am 12. Mai in Rotenburg (Wümme)

Fachsymposium Biogasmotoren
am 11. und 12. Mai 2022

Das diesjährige Fachsymposium Biogasmotoren wird als Präsenzveranstaltung am 11. Mai 2022 in Büdelsdorf und am 12. Mai 2022 mit dem gleichen Programm in Rotenburg (Wümme) durchgeführt. Im bewährten Format werden in 4 einstündigen Themenblöcken jeweils 4 Fachvorträge á 15 Minuten gehalten. Die Referenten bringen ihre Inhalte in dieser Zeit für die Teilnehmer auf den Punkt. Nach einer Stunde treffen sich Referenten und Teilnehmer zu einer der drei sehr großzügig bemessenen Pausen, um sich mit den Referenten zu weiteren Fachfragen auszutauschen . Dabei kommt natürlich auch das Gespräch mit den eigenen Berufskollegen nicht zu kurz.

Für einen sicheren Ablauf der Präsenzveranstaltung sorgen beide Tagungshotels mit überzeugendem Hygienekonzept. In Verbindung mit den in den beiden Bundesländern Niedersachsen und Schleswig-Holstein gelockerten Corona-Bestimmungen lassen sich Fachtagungen als Live-Veranstaltung wieder verantwortlich durchführen. Der Veranstalter und die Referenten freuen sich über die persönliche Kommunikation mit den Teilnehmern. Und natürlich über deren  Rückmeldungen, die sich so intensiv nicht in Online-Veranstaltungen gewinnen lassen.

1. Positionierung von Biogas-BHKWs und aktuelle Entwicklung der Energiemärkte

Im ersten Themenblock greifen die Referenten die aktuellen Preisentwicklungen in den Beschaffungs- und Absatzmärkten für Strom und Wärme auf. Dazu werden unterschiedliche Handlungsoptionen beispielhaft dargestellt. Besonderes Interesse dürften die beiden Themen “flexibler BHKW-Einsatz mit Wärmeauskopplung” und “Entwicklung eines Speicherkraftwerks zur nachhaltigen Quartiersversorgung” gewinnen.

2. Biogas BHKWs im Betrieb optimieren

In diesem Themenblock geht es zum einen darum, mit maßgeschneiderten Lösungen die aktuellen Abgasvorschriften einzuhalten. Und zum anderen Biogasaggregate so zu modernisieren, dass diese bessere wirtschaftliche Ergebnisse durch eine effizientere Motorensteuerung bringen. Außerdem gibt es immer noch beträchtliche Schwachstellen in der Peripherie des Biogas-BHKWs, die für beträchtliche Schäden verantwortlich sind. An einem populären Beispiel zeigt ein Komponentenhersteller, wie sich teure Schäden vermeiden lassen. Mit einfacher Mess- und Steuerungstechnik  lassen sich auch Betriebskosten für Instandsetzung und Eigenstrom beträchtlich senken.

Wegen der beträchtlichen Energiepreiserhöhungen für Eigenstrom gerät dieses Thema auch in den Fokus des dritten Themenblockes. Dabei kommt es sehr darauf, mit Hilfe präziser Messtechnik die Menge eingespeisten Stromes korrekt zu erfassen und von den Netzbetreibern in Anrechnung gebrachte Standardverluste zu verifizieren. Sind die eigenen tatsächlichen Kabel- und Transformatoren-Verluste kleiner als die abgerechneten Werte, winken Erstattungszahlungen des Netzbetreibers.

3. Neue Gasmotorentechnik für größere Wirkungsgrade und mehr Zuverlässigkeit?

Es heißt zwar, das Bessere ist des Guten Feind. Aber gerade in der Biogasbranche hat sich gezeigt, dass mit robusten Biogasmotoren höhere Erträge erwirtschaftet werden und dass ein hochwertiges Package des BHKWs mit vernünftigen Reserven vor bösen Überraschungen im Betrieb schützt. In der Diskussion um “grün” produziertem Strom und Wärme hat Biogas eine gute Ausgangsposition. Das gilt auch für Beimengungen von Wasserstoff bis zur Aufmethanisierung von Wasserstoff mit aus dem Biogas  gewonnenem Kohlendioxid. Außerdem sind die Potenziale von “grüner” Wärme noch immer unzureichend erschlossen und stellen für Biogasanlagen-Betreiber ein beträchtliches Ertragspotenzial dar.

4. Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022 setzt Akzente

Die Biogas-Branche hat die Chance, im Konzert der erneuerbaren Energien gerade unter Berücksichtigung der aktuellen politischen Situation in Osteuropa ihr Potenzial deutlich zu machen. Dies gilt sowohl für Optimierungen im Anlagenbestand als auch für den Bau neuer Anlagen. Die Weiterentwicklung der Motoren-Technik zielt erfreulicherweise nicht nur darauf ab, Wirkungsgradsteigerungen herbeizuführen, sondern hat zunehmend auch eine bessere Zuverlässigkeit der Aggregate im Blick.

Die Veranstaltungsdetails für das Fachsymposium Biogasmotoren am 11. und 12. Mai 2022 finden Sie unter diesen beiden Links:

https://bit.ly/fsbgm115  für den 11. Mai in Büdelsdorf

https://bit.ly/fsbgm125 für den 12.Mai in Rotenburg (Wümme)

Eigenstromverbrauch im BHKW

Mit welchen Maßnahmen sich der Eigenstrombedarf senken lässt.

Wie sich der Eigenstromverbrauch
des Biogas- BHKWs senken lässt

Die Energiepreise kennen derzeit nur einen Weg: ziemlich steil nach oben. Deshalb gerät nun auch der Eigenstromverbrauch auf der Biogasanlage in den Fokus der Betreiber. Oft reicht für Pumpen- oder Lüfterantriebe ein stromsparender Teillast-Betrieb. Dieser ist aber in vielen Fällen nicht optimal umgesetzt und daher mit hohem Stromverbrauch verbunden.

Gemessen an der erzeugten elektrischen Leistung eines BHKWs ist bei identischem Biogas-Aggregat der Eigenstromverbrauch nämlich sehr unterschiedlich: er schwankt beträchtlich von unter 5% bis über 12% der erzeugten elektrischen Leistung.

Dies ist darauf zurückzuführen, dass sich unterschiedliche  Einsatzbedingungen z.B. eines Pumpenantriebes nicht ausreichend im Regelungskonzept wiederfinden. Wenn unterschiedliche Volumenströme nicht mit einer Drehzahlregelung des Antriebsmotors  einhergehen, sondern dies durch eine Drosselung der Pumpe geschieht, dann bedeutet dies einfach einen viel zu hohen Stromverbrauch bei Teillast der Pumpe.

Mit welchen Maßnahmen sich der Eigenstrombedarf senken lässt.

Quelle ZVEI: Vergleich Regelung eines Pumpen-
systems mit Auswirkung auf den Eigenstrombedarf

In der Praxis fallen die Unterschiede im Strombedarf eines Pumpenantriebes bei unterschiedlichen Regelungskonzepten stark ins Gewicht, so wie dies in der obenstehenden Grafik deutlich wird. Für Betreiber von Biogasanlagen bedeutet dies

  1. Messen lassen des Stromverbrauches der eingesetzten elektrischen Antriebe,
  2. Prüfung, ob diese Antriebe ständig bei Volllast laufen müssen und falls nicht,
  3. ob eine Nachrüstung z.B. mit einem Frequenzumrichter den Stromverbrauch gerade im Teillastbetrieb deutlich reduziert.

Die Schaltschränke für Hilfsantriebe sowohl für die Komponenten der Gärstrecke wie auch für das Biogas-BHKW sind gut gefüllt und zeigen eine Vielzahl potenzieller Einsparquellen für den Eigenstromverbrauch. Ein weiterer Aspekt ist die Vermeidung hoher Anlaufströme und Spitzenlasten im Betrieb, die sich ebenfalls kostensenkend vermeiden lassen.

Holger Roswandowicz von der HR Energiemanagement GmbH hat zu diesem Thema eine ganze Reihe von Messungen auf Biogasanlagen vorgenommen. Anlässlich des BHKW-Talks am 10.6.2022 um 15.00 Uhr gibt es die Ergebnisse in einem kostenfreien ZOOM-Webinar . Zur Anmeldung geht es mit diesem Link.