Nachlese Teil 2 Fachsymposium Biogasmotoren

Fachvorträge auf dem Fachsymposium
Biogasmotoren am 5.9.2018

Im ersten Vortrag des zweiten Durchlaufes des Fachsymposiums Biogasmotoren ging es um die BHKW-Steuerungstechnik. Michael Scherm, Vertriebsleiter der AVAT Automation GmbH, stellte die Vorzüge herstellerunabhängiger, modular aufgebauter Steuerungstechnik für BHKWs dar.

Das Upgrading bestehender Motorsteuerungen für ältere Biogasmotoren ist nur ein sinnvoller Einsatz herstellerunabhängiger Motorsteuerungen. Dies gilt zum Beispiel für den Bereich der Klopf- und Zündaussetzer-Sensorik.

In fabrikatsgemischten Anlagenparks wünschen Betreiber einen Anbieter für eine Steuerung, der die Administration und Dokumentation vereinfacht. Und ebenso für einen langen Nutzungszeitraum die Ersatzteilversorgung sowie Modernisierungs-Kits bereithält.

Motorklopfen sorgt für hohe Instandsetzungskosten

Michael Gülck von der Chevron Deutschland GmbH weist in seinem Vortrag auf das Phänomen der ungewollten Gemischentzündung durch heiße Ablagerungen im Brennraum hin, die nicht durch eine Klopfsensorik mit Zündzeitpunktverstellung geheilt werden kann.

Das Motorklopfen kann in „leichtes“ und „starkes“ Klopfen unterschieden werden. Die Ursachen sind vielfältig und müssen zur wirksamen Schadensprävetion genau analysiert werden. Die Schadensbilder zeigen die Konseqenzen zu hoher Temperaturen und Drücke im Brennraum. Kolbenfresser und Lagerschäden sorgen für hohe Instandsetzungskosten und entsprechend lange Betriebsunterbrechungen.

Instandsetzungskosten senken durch Grundüberholung

Ulrich Berns von der Henkelhausen GmbH & Co.KG stellte in seinem Vortrag Instandsetzungsverfahren vor, die gerade für teure Komponenten wie Kurbelgehäuse, Abgasturbolader und Pleuelstangen mit ca. 10 % bis 25 % der Neuteilkosten für eine technisch einwandfreie Reparatur des Bauteiles auskommen.

Zu Beginn steht stets eine Prüfung des Bauteiles auf Instandsetzungsfähigkeit zu wirtschaftlichen Konditionen, dazu gehört im Einzelfall auch die Ausfallzeit des Aggregates. Werden diese Fragen bejaht, steht der Instandsetzung nichts mehr im Weg. Bei älteren Baumustern ist dies häufig die einzig noch verbleibende Möglichkeit, wenn Ersatzteile bzw. Komponenten nicht mehr im Markt zur Verfügung stehen.

Es ist erstaunlich, dass selbst Kurbelgehäuse mit Ausbrüchen wegen eines durchgeschlagenen Pleuels auf diese Weise wieder in den Einsatz kommen können. Überholung statt Neuteil ist dann eine nachhaltige und kostengünstige Alternative.

Spannungsfeld Kundenerwartung und BHKW-Anforderung

Martin Laß ist selbst Landwirt und Betreiber einer Biogasanlage mit mehreren Biogas-BHKWs und hat 2012 einen eigenen Service-Betrieb für Biogas-BHKWs gegründet, der mittlerweile mehr als 100 Biogas-BHKWs eines Herstellers betreut.

Der Landwirt als Service-Kunde begegnet dem Biogas-BHKW mit einer gewissen Hemdsärmeligkeit und reagiert eher auf Störungen als auf Frühindikatoren. Die heutigen Hochleistungsaggregate sind empfindlich und zeigen dies auch durch Störungen, wenn die Peipherie nicht mehr stimmt.

Damit die Instandsetzungskosten nicht explodieren, ist ein zwischen Betreiber und Servicepartner abgestimmtes Lösungskonzept für die Wartung und Instandhaltung des BHKWs notwendig. Dies erleichtert und klärt im Alltag die gemeinsame Arbeit am BHKW. Eine behutsame Vernetzung von Anlage und Service entlastet den Betreiber und senkt den Betreuungsaufwand.

Ein schrittweises Optimieren der Peripherie verbessert die Randbedingungen für das Aggregat. Das „Drehen an den kleinen Stellschrauben“ hilft so, die Wartungskosten gering zu halten und das Ausfallrisiko deutlich zu senken.

 

Es musste soweit kommen

Ich hätte die Überschrift auch als Frage formulieren können. Bei der Antwort wäre ich mir nicht sicher gewesen. Was war passiert? Ein Anruf am Montag morgen kurz nach 8 Uhr : ein Biogasanlagen-Betreiber sagt ganz ruhig: ich habe einen Motorschaden. Der Motor steht, der Instandsetzungskosten-Ticker läuft an, der Betriebsunterbrechungsschaden-Ticker läuft schon länger als einen Tag.

Ich erzähle diese Geschichte – ähnliche gibt es davon leider viele, weil es – wie so häufig – mit kleinen Ursachen anfängt, die rasch größere Probleme bis hin zur Motorkatastrophe bringen. Die Katastrophe sind vier Kolbenfresser. Von insgesamt sechs Zylindern.

Der erste Hinweis kam vom Betreiber

Der Betreiber erzählt die Vorgeschichte dazu. Alle 2000 Betriebsstunden sei sein Servicepartner vor Ort und kümmere sich um sein BHKW. „Ja der Turbolader verliert ein bisschen Öl, das machen wir beim nächsten Mal, das ist noch nicht so schlimm“, so der Servicetechniker. Im Vertrauen darauf fährt der Betreiber weiter, bis zum nächsten Servicetermin, dann wird es ja in Ordnung gebracht.

Thermisch überlastete Zündkerze

Doch dazu kommt es nicht mehr. Dabei hätte am Dienstag der Service kommen sollen. Am Donnerstag zuvor schmolzen die Motor-Innereien dahin. Es war schlichtweg viel zu heiß. Der Betreiber hatte sich schon über einen hohen Ölverbrauch gewundert und über zum Teil absackende Brenraumtemperaturen.

Beim Herausdrehen der Zündkerzen wurde deutlich, welche Hitze im Brennraum gewütet haben mag – und wieviel Schmieröl hier im Spiel war. Das gehörte offenbar nicht hierhin.

Es musste soweit kommen. Wenn die Entstehungsgeschichte zum Schaden erzählt wird, leuchtet es ein. Mit dem undichten Turbolader begann der Schaden . Dieser war sowohl nach außen als auch nach innen undicht. Das eine sieht man, das andere kriegt man nicht sofort mit.

Das Unheil nimmt seinen Lauf

Öl-Leckagen gerade in der Nähe des Turboladers sind brandgefährlich im wahrsten Sinne des Wortes. Die Undichtigkeiten vom ölgefüllten Raum zum gasführenden Raum sind mindestens ebenso gefährlich. Gerade wenn ein Leck in den Gasraum des Verdichterrades vom Turbolader führt. Das Öl-Luft-Biogas-Gemisch wird als hoch energiereiche Ladung in Richtung Brennraum gedrückt. Dort führt es sofort zu erheblichen Temperaturanstiegen und viel zu hohen Brennraumdrücken. Eine Antiklopfregelung könnte hier Schlimmes verhindern und die Leistung stark reduzieren. Gibt es aber leider nicht an diesem Motor.

Es wird munter Schmieröl mit verbrannt, was den – gefühlt – steigenden Ölverbrauch erklärt. Zu hohe Drücke und Temperaturen im Brennraum führen zum Verschleiß von Laufbuchsen, Kolben und Kolbenringen. Erkennbar in der Schmierölanalyse. Wird die Leckrate vom Turbolader noch größer, verölen der Gemischkühler und die Zündkerzen. Wenn es dort noch zur Verbrennung kommt, haben Zündkerze und Kolbenboden schlechte Karten: irgendwann wird tatsächlich die Anschmelztemperatur erreicht und Zündkerze und Kolbenboden schmelzen in der zu großen Hitze dahin. Kolbenfresser und der Griff zum (Service-) Telefon folgen.

Es musste soweit kommen. Oder doch nicht?

Der Servicetechniker wurde vom Betreiber auf die Unregelmäßigkeiten im Bereich des Turboladers aufmerksam gemacht. Die vor dem Schaden liegenden Schmierölanalysen hat offenbar keiner interpretiert.

Zuverlässige Indikatoren für weitere Untersuchungen am Motor sind in diesem Fall

  1. die Gemischtemperatur (mit veröltem Gemischkühler angestiegen)
  2. der Schmierölverbrauch (ebenfalls deutlich erhöht) und
  3. die letzten drei Schmierölanalysen und
  4. der Zustand der Zündkerzen und eine Endoskopie des Brennraumes

Ein Blick auf den demontierten Turbolader, der ohnehin zur Abdichtung bereits anstand , hätte dem Servicetechniker sofort gezeigt, was los ist und welcher Schaden dem Motor droht, wenn er fleißig Öl verbrennt. Ich weiß: hätte, hätte, Fahradkette….

Ich wünsche dem Betreiber, dass es zumindest ein Happy-End für die Übernahme der Instandsetzungskosten gibt. Und ich werde hier gern berichten, ob die Abwicklung dieses Motorschadens zu einem versöhnlichen Ende für den Betreiber führt. Es wird mit Sicherheit noch die Frage gestellt, was das Serviceunternehmen zu diesem Schaden und seiner Entstehungsgeschichte sagt.

Fahrplan ist nicht gleich Fahrplan Teil 3

In den letzten beiden Beiträgen hat Christian Dorfner von der SK Verbundenergie AG die unterschiedlichen Fahrplan-Ansätze der Direktvermarkter für flexibilisierte Anlagen verglichen. Das Ergebnis war, dass die Verantwortung für den Fahrplan beim Direktvermarkter liegen sollte. Fast alle Vermarkter aber wälzen das Fahrplanrisiko auf den Betreiber ab und locken lediglich mit den Erlösen. Im letzten Teil nun geht Christian Dorfner auf die realistischen Erlösmöglichkeiten einer flexiblen Biogasanlage ein und betrachtet die Angebote der Vermarkter, die zum Teil mit erstaunlichen Gewinnen werben.
Den gesamten Artikel inklusive der beiden ersten Teile finden Sie auch auf der Webseite http://www.skve.de/aktuelles/Fahrplanvergleich.

Realistische Erlöse oder Versprechungen?

Die SK Verbundenergie AG nutzt zusammen mit der WEMAG AG als Vermarktungspartner (https://www.wemag.com/direktvermarktung) die Stunden- und Viertelstundenmärkte. Sie reagiert dabei neben den üblichen Prognosen zum nächsten Tag auch auf kurzfristige Preisspitzen (oder -täler), um den Strom aus den Biogasanlagen optimal zu vermarkten. Die gesamten Handelserlöse werden dann monatlich transparent und viertelstundengenau für jede Anlage einzeln abgerechnet. Aussage von Christian Dorfner: „Wir vermischen keine Poolkosten in die Abrechnung oder Ausgleichsenergierisiken anderer Anlagen, schon gar nicht jene von Wind und PV.  Mit der SK Verbundenergie AG gibt es keine Vertragsstrafen oder versteckte Kosten.“

Hochflexible Anlagen verdienen so aktuell bis zu 1,5 ct je kWh. In Gesprächen und Vorträgen werden aber oftmals Anlagen vorgestellt, die 2 ct/kWh und sogar noch mehr durch Fahrpläne und Regelenergie verdient haben. Dementsprechend hoch sind dann auch die in Aussicht gestellten Zusatzerlöse für die eigene Anlage. Aber ist das überhaupt möglich, so hohe Gewinne zu erzielen?

Die hohen Gewinne der Referenzanlagen

Natürlich werden auf den Vorträgen und Präsentationen immer nur die (wenigen) besten Anlagen hergezeigt, aber manche Erträge aus der Vermarktung sind in der Tat bemerkenswert. Ein Grund ist die Vermarktung mittels eines extrem hohen Arbeitspreises bei der Regelenergie. Bis Mitte Oktober dieses Jahres konnte bei der Regelenergievermarktung dieser Preis fast beliebig hoch angesetzt werden. Abrufe führten somit zu sehr hohen Erlösen für die Direktvermarkter. Mittlerweile wurde dies jedoch durch die Bundesnetzagentur unterbunden und ist somit nicht mehr erlössteigernd.

Die zweite Ursache war das ungleichmäßige Weitergeben von Regelenergie-Abrufen und den damit verbundenen Erlösen. Dahinter verbergen sich Algorithmen der Vermarkter, die „Meldegenauigkeit“ und „Fahrplantreue“ bevorzugen und anhand dieser Kennzahlen bestimmten „guten“ Anlagen überproportional viele Abrufe zuteilen. Dieses Prinzip wird wohl nicht jedem Betreiber gleich kommuniziert. Manche Betreiber wundern sich so seit Jahren, warum sie unterm Strich nichts über den Fahrplan und Regelenergie verdienen, der Nachbar aber regelmäßig gute Erlöse erhält.

Quelle: SK Verbundenergie AG

 

 

 

 

Um eine hohe Zuteilung zu erhalten, muss eine Anlage Ihren Fahrplan – wie immer dieser auch aussieht – exakt einhalten. Aber nicht jeder Betreiber kann stündlich seinen Fahrplan überwachen und korrigieren. Auch haben die wenigsten Anlagen so überdimensionale Speicher, dass der Fahrplan für 7 Tage nicht unterbrochen werden muss. Die Referenzanlegen sind letzten Endes Ausnahmeanlagen, die zudem eine Marktsituation ausnutzen konnten, die so nicht mehr existiert.

Die Fallstricke hinter den hohen Versprechungen

Manche Angebote scheinen aber nach wie vor verlockend. Hohe Gewinne und garantierte Zahlungen werden versprochen. Die Vertragsmodelle der Anbieter sind verschieden, meist sind die versprochenen Erlöse jedoch Folge von unrealistischen Annahmen. Diese Mehrerlöse mögen  in der Theorie möglich sein, aber die Praxis sieht anders aus:

  • Die BHKW sollten maximal 1000 Start-Vorgänge im Jahr haben und je Start mindestens 90 Minuten laufen. Sie können eben nicht im Viertelstundentakt hoch- oder runtergefahren werden, der zusätzliche Verschleiß wäre sehr hoch.
  • Uns ist keine Biogasanlage bekannt, die Verfügbarkeit von 100% vorweisen kann, man denke an Wartungen und unvorhersehbare Störung der BHKW, Pumpen oder Einbringsysteme.
  • Es gibt fast immer unterschiedliche Wirkungsgrade, so dass nicht alle BHKW die gleiche Laufleistung erhalten können. Richtig ist, die flexible Kapazität entsprechend zu reduzieren, sonst fehlen am Jahresende viele Tonnen auf der Silageplatte.
  • Nicht jede Anlage kann für 30 Stunden und mehr Biogas- und Wärmespeicher vorweisen, insbesondere gibt die Wärmeabnahme bei vielen  Anlagen den Fahrplan vor.

Ein rein Börsenpreis-optimierter Fahrplan könnte in der Tat hohe Gewinne ermöglichen. Nur kann dieser dann in der Realität nicht umgesetzt werden, zumindest nicht ohne auf der Anlagenseite deutliche Zusatzkosten entstehen zu lassen. In den Verträgen der Anbieter finden sich Passagen, die eine 100%ige Verfügbarkeit fordern, Wartungen 14 Tage im Voraus gemeldet haben wollen oder eben einfach alle Verantwortung, Last und Risiko dem Betreiber aufbürden.

Die SK Verbundenergie AG  verspricht Betreibern ein faires und realistisches Angebot, das der Flexibilität und Leistungsfähigkeit der Biogas-Anlage mit seinen BHKWs entspricht.

Die SK Verbundenergie AG  stellt in Halle 25, Stand J18, auf der energy decentral vom 13.11. bis 16.11.2018 in Hannover aus und freut sich auf Fragen der Besucher und ein persönliches Gespräch.