Flex-Seminar Archives - Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren

Praxisworkshop zur Flexibilisierung am 17.1.2019

3. Januar 2019 by Michael Wentzke

Praxisworkshop zur Flexibilisierung
in Lülsfeld

Am 17. Januar 2019 stellt die Unterfränkische Überlandzentrale e.G. in Lülsfeld im Praxisworkshop zur Flexibilisierung ihr Flexprojekt vor.

Für flexinteressierte Betreiber sind die praktischen Erfahrungen der Planung und Umsetzung eines Flexprojektes nützlich. Sie helfen, Zeit und Geld während der Realisierung zu sparen und sich vor unangenehmen Überraschungen im Projektablauf zu schützen.

Der Hersteller des Flex-BHKWs ist in jedem Flexprojekt neu gefordert, da keine Installation einer anderen gleicht. Das Flex-BHKW muss in die jeweilige technische und organisatorische Umgebung des Betreibers hineinpassen. Dafür sorgt eine saubere Projektierung des Anbieters, der alle Randbedingungen des Einsatzortes und des zukünftigen Betriebes aufnimmt.

Welche technischen Anforderungen das BHKW im Flexbetrieb erfüllen muss, damit es störungsfrei läuft, stellt die Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren in ihrem Vortrag dar. Da es nicht nur um die bedarfsgerechte Stromproduktion geht, sondern auch um die Wärmenutzung des Flex-BHKWs, gibt es einen interessanten Einblick in eine neue Technik, Wärme zu transportieren.

Der Wärmeverkauf ist ein nicht unbedeutender Ertragstreiber des Flex-BHKWs. Doch häufig fehlen vor Ort die passenden Wärmeabnehmer. Wer keine günstigen Bedingungen für ein Nahwärmenetz vorfindet, kann entferntere Wärmeabnehmer nicht versorgen. Ein innovativer mobiler Wärmespeicher wird eine wirtschaftlich sinnvolle Brücke für Betreiber zu Wärmekunden schlagen können.

Der Praxisworkshop zur Flexibilisierung schließt mit dem Besuch auf der Biogasanlage Oberspießheim ab. Im wenige Kilometer entfernten Kolitzheim werden die Details des neuen Flex-BHKWs vorgestellt. Die Anmeldung zum Praxisworkshop erfolgt über den Veranstaltungsflyer, der blaue Anmeldebutton führt dann zum Anmeldeformular.

Bericht aus Erwitte: Flexibilisierung gut gemacht

26. März 2018 by Michael Wentzke

Flex-Praxisworkshop in Erwitte am 14.3.2018

Mitte März fand ein Flex-Praxisworkshop in Erwitte auf dem Gut Brockhof statt. Gastgeber Holger Tägder leitet als Verwalter das Tagesgeschäft einschließlich der Biogasanlage. Rund 25 Gäste haben sich das Flex-Projekt im Detail vorstellen lassen.

Die ehrliche und offene Präsentation auch der Umsetzung dieses Flexprojektes, ließ den Schluß zu, hier hat ein Betrieb die Flexibilisierung gut gemacht und sich mit seinen Partnern ausreichend Zeit zur Planung genommen.

Ohne einen guten Plan wird Flexibilisierung schwer

Den Anfang der vier kurzen Vorträge machte Holger Tägder selbst. Die ersten Überlegungen zur Flexibilisierung wurden schon 2013 angestellt. 2014 gab es die erste Einspeisezusage, die 2015 noch einmal deutlich erweitert wurde. Mitte 2016 erfolgten die ersten Gespräche mit Energethik. Dieses Unternehmen hat das gesamte Flexprojekt einschließlich der Wärmeversorgung eines Nahwärmenetzes geplant und mit weiteren Unternehmen umgesetzt.

MIt der Umsetzung des Flexprojektes war der Betreiber sehr zufrieden, kleinere Stolpersteine haben beteiligten Firmen rasch erkannt und beseitigt. „Kein Projekt läuft immer völlig reibungs- und störungsfrei, aber wie die Firmen mit diesen Themen umgehen, macht schon einen Unterschied“, so Holger Tägder in seinem Vortrag.

Wie wichtig eine gute Dokumentation der verbauten Strom-, Biogas- und Wärmeleitungen ist, hat sich in der Bauphase gezeigt. Als sich Leitungen nicht genau dort befanden, wo sie hätten sein sollen, hatten die Erdbauer schlichtweg mehr zu tun.

Geradezu begeistert berichtete Holger Tägder über den raschen Aufbau eines 1000-Kubikmeter-Wärmepufferspeichers, der das noch zu bauende Wärmenetz zukünftig versorgen soll. Energethik achtete auf die Qualität der verbauten Komponenten bis hin zur Heizwasseraufbereitung.

Das Herzstück der Flexibilisierung: das 2000 kW Flexaggregat von ETW

Marco Weiss, Geschäftsführer der ETW Energietechnik GmbH, zeigte den Gästen den Aufbau des MWM TCG 2020 V20 Aggregates, der als Besonderheit einen 10kV-Generator antreibt und daher ohne einen eigenen Transformator ins Stromnetz vor Ort einspeisen kann.

Die Motorvorwärmung wird mit minimalem Eigenstromverbrauch für die beiden Wasserpumpen umgesetzt. Diese versorgen den Motor mit 60-65°C heißen Waser aus dem Wärmepufferspeicher und laufen alle 15 Minuten nur für 1,5 Minuten Dauer.

Die Gasaufbereitung wurde für den gesamten Motorenbestand auf die Flex-Anforderungen hin gebaut. Eine Warmhaltung des Aktivkohlefiltergehäuses sorgt für lange Standzeiten der Aktivkohle und sauberes Biogas schon beim Motorstart. Auch hier dient der Wärmepufferspeicher als Warmwasser-Lieferant. Das Biogas wird von 12°C auf 27°C nach der Entwässerung erwärmt und erreicht so optimale Eintrittsbedingungen für den Aktivkohlefilter.

Marco Weiss unterstrich in seinem Vortrag, wie wichtig ein Systemverständnis der gesamten Anlage ist, um Probleme an den Schnittstellen zu vermeiden. ETW hat die Biogasaufbereitung und das BHKW geliefert und konnte so alle Komponenten in die BHKW-Steuerung optimal einbinden.

Flexibilisierung gut gemacht – geht nur mit guter Planung

Projektingenieur Alexey Tsutskikh stellte das Flex-Projekt aus der Perspektive der Energethik Ingenieurgesellschaft vor, die von der Vorbereitung der Genehmigung über die Planung und Ausschreibung aller notwendigen Gewerke bis zum Bau und zur Abnahme den Betreiber ganz maßgeblich unterstützt hat. 12 Firmen waren an der Umsetzung der Flexibilisierung beteiligt und mussten koordiniert werden.

Neben der Fermenterbeheizung sind Hähnchenställe sowie Büro- und Wohngebäude mit Wärne zu versorgen. Der Lastgang Wärme für die Hähnchenställe kann aus dem großen Wärmepufferspeicher mühelos bedient werden. Zukünftig wird noch ein Wärmenetz mit weiteren Gebäuden angeschlossen.

Die Fotos von der Baustelle in den einzelnen Phasen des Baufortschrittes vermitteln eine Vorstellung davon, welch großer Planungseinsatz hier notwendig war, um dieses Flexprojekt in hoher Qualität abzuliefern. Die effiziente Wärmenutzung und die Möglichkeit, durch bedarfsgerechte Fahrweise der BHKWs die Strompreisspitzen im Markt mitzunehmen, lassen sich mit diesem Flex-Pojekt realisieren. Damit ist diese Biogasanlage gut für die Zukunft aufgestellt.

Technische Anforderungen an das Flex-Biogas-BHKW

Damit Flexibilisierung zu guten wirtschaftlichen Ergebnissn führt, muss die Ausstattung des Flex-Biogas-BHKWs auch in der Peripherie stimmen. Michael Wentzke von der IG Biogasmotoren zeigte den Teilnehmern zu Beginn seines Vortrages Fahrpläne von einer doppelt und einer dreifach überbauten Anlage, die die Speicheranforderung deutlich machte. Der Zeitscheiben-Betrieb benötigt entsprechend dimensionierte Gas- und Wärmepufferspeicher, damit sowohl die maximalen Stromerlöse und Wärmemengenumsätze erzielt werden können.

Die Biogasaufbereitung wird häufig in Flex-Projekten vernachlässigt. Dabei ist ihre störungsfreie Funktion auch von großer Bedetung für die Motorengesundheit. Kalte Aktivkohle konvertiert nicht gut und verbraucht sich schnell. Mit jedem Start gelangt so Schwefelwasserstoff in den Biogasmotor und in den Abgaswärmetauscher. Dies sorgt für beträchtliche Schäden im Biogasmotor und im gesamten Abgasstrang.

Temperaturschwankungen sind auch für den Biogasmotor zu vermeiden: eine Warmhaltung sorgt für Wohlfühltmperaturen und geringeren mechanischen Verschleiß. Außerdem starten warme Motoren deutlich besser. MIt der Anzahl der Starts im Flexbetrieb von max. 700 im Jahr haben die Motorenhersteller kein Problem. Zumal die größeren Biogasmotoren ohnehin vor jedem Start ihre Vorschmierung aktivieren und so den Lagerverschleiß klein halten.

Die Servicekosten im Flexbetrieb werden von den Motoren- und BHKW-Herstellern im Markt noch in sehr unterschiedlicher Höhe angeboten. Hier herrscht unter den Anbietern noch viel Unsicherheit. Aber die ersten Anbieter bieten schon für den jeweiligen Flexbetrieb passende Full-Service-Flexverträge an, die Betreibern neben attraktiv geringen Kosten eine Risikoübernahme von Motorenschäden im Flexbetrieb anbieten. Der Markt kommt also in Bewegung – und für Betreiber in die richtige Richtung.

Wer sich für die vielfältigen Fragen der Flex-Planung und -Umsetzung interessiert, sollte sich die Vorträge zu diesem Flexprojekt anschauen. Hier geht es zum Link .

Nachlese Biogas Convention 12.-14.12.2017

22. Dezember 2017 by Michael Wentzke

Auf dem Gemeinschaftsstand des Planernetzwerkes der Flexperten wurde an den drei Tagen der Biogas Convention durchgehend von 10.00 bis 17.00 Uhr ein Vortragsprogramm rund um die Themen der Flexibilisierung präsentiert, das neben Anbieter für die Biogas-Branche auch Flex-interessierte Betreiber anzog. Im Gespräch mit Betreibern zeigte sich, dass das Meinungsbild zu den Risiken und Chancen der Flexibilisierung nach wie vor weit auseinandergeht. Die Nachfrage zum Thema Flexibilisierung erstreckte sich von grundlegenden Fragen der Genehmigung bis hin zu Detaillösungen der technischen Umsetzung.

Was Betreiber zum Thema Flexibilisierung bewegt

In vielen Einzelgesprächen mit Betreibern wurden die zahlreichen Schnittstellen des Flexibilisierungsvorhabens als Bürde im ohnehin schon zeitlich belasteten eigenen Alltag beschrieben. Regional unterschiedliche Reaktionen der Genehmigungsbehörden auf ein Flexvorhaben irritieren Betreiber genauso wie offenbar immer noch im Markt fehlende verläßliche Kalkulationsgrundlagen über mehrere Jahre. Die oft geäußerte Erwartung, alle notwendigen Investitionen aus der Flexprämie stemmen zu können, lässt sich sicher nur im Ausnahmefall erfüllen.

Die individuellen Voraussetzungen der Betreiber sind sehr unterschiedlich und erschweren pauschale Aussagen oder gar Empfehlungen in die eine oder andere Richtung. Dafür ist das Thema Flexibilisierung einfach zu komplex. Dies stellt auch Anbieter von Flex-BHKWs vor Herausforderungen. Gerade wenn die Peripherie im Bereich Gasspeicher und Biogasaufbereitung noch unklar ist und keine Vorstellung zum Flex-Fahrplan besteht.

Über Wartungskosten für das bestehende und das neue Aggregat kann man erst dann sprechen, wenn deren Fahrplan steht. Hilfreich sind alternative Betrachtungen für verschiedene Fahrplanvarianten, hinter denen ja auch unterschiedliche große Gas- und Wärmepufferspeicher stehen.

Es gibt auch keine pauschale Aussage zur optimalen Überbauung der eigenen Anlage. Weil in diese Festlegung mehrere Faktoren einfließen: räumliche Restriktionen der Erweiterung, Aufnahme des Stromnetzes für den geplanten Zubau, Finanzierungsvolumen und eine Wirtschaftlichkeitsberechnung über die geplante Nutzungsdauer, um nur die wichtigsten Themen anzusprechen.

Projektunterstützung für Flexumsetzung notwendig

Eine Flexibilisierung ist für den Betreiber ein „Mehrkampf“ an mehrern Fronten gleichzeitig. Dies frissst im Alltag viel Zeit, die für das Tagesgeschäft fehlt. Aus diesem Grund empfielt sich externe Projektunterstützung durch neutrale Dritte, die Fachplaner und Lieferanten koordinieren und den formalen Genehmigungsprozess unterstützen. Flexibilisierung erstreckt sich auf nahezu alle Anlagenkomponenten einer Biogasanlage.

Für Umbaumaßnahmen im Bereich Wärmeauskopplung und Vorwärmung vom Biogasmotor und der Gasaufbereitung sowie der Netzanbindung des neuen BHKWs sind Fachplaner unerläßlich. Eine fachlich saubere Anlagenplanung erspart im Betrieb viel Ärger und Kosten. Der Aufwand hierfür rechnet sich in besonderer Weise.

Stand der Entwicklung von Biogas-BHKWs

Der Run auf stets noch höhere mechanische Wirkungsgrade scheint zugunsten einer vernünftigen Betrachtung der Zuverlässigkeit von Biogas-Aggregaten gewichen zu sein. Viele Betreiber haben in der Vergangenheit schmerzhaft erfahren müssen, dass eine hohe Verfügbarkeit in der Gewinn-und-Verlust-Rechnung stärker durchschlägt als ein attraktiver Wirkungsgrad. Die hohe Verfügbarkeit wird von der Ausstattung und dem Package des BHKWs wesentlich mitbestimmt.

Eine unzureichende Qualität der eingesetzten Komponenten oder einen fehlerhafte Projektierung machen sich im Betrieb leider unangenehm durch ungeplante Stillstände und Schäden bemerkbar. Qualität kostet zu Beginn in der Investition mehr Geld. Diese rechnet sich aber durch geringere Instandsetzungskosten und schont die Nerven der Betreiber.

Dies gilt auch für Flex-Aggregate: Einsparungen an Vorwärmeinrichtungen im Bereich der Biogasaufbereitung und der Kühlkreisläufe führen zu hohen, vorhersehbaren Schäden sowohl am Biogasmotor als auch am Abgaswärmetauscher. Sorgfältige Auslegung und Umsetzung der technischen Flex-Anforderungen sichert erst problemlosen Betrieb und erhält die Versicherbarkeit des Biogas-BHKWs.

Gesetzgeber arbeitet an der zukünftigen Verschärfung der TA-Luft

Die ersten BHKW-Hersteller und natürlich auch die Komponentenhersteller, die sich mit Abgaskatalysatoren zur Oxidierung von Formaldehyd und zur Reduktion von Stickoxiden beschäftigen, stellen sich der Diskussion um die Abgaswerte, die Biogas-BHKWs heute erzielen. Eine Diskussion, wie wir sie derzeit für PKWs mit Dieselmotoren erleben, wäre für die Biogasbranche mit Blick auf auf die Akzeptanz nicht dienlich.

Es geht zunächst um die Formaldehyd-Grenzwert-Festlegung für neue und bestehende Aggregate, die sich mit bezahlbarer Technik (Oxikats) umsetzen lässt. Und dabei nicht nur zum Prüfzeitpunkt die Grenzwerte einhalten, sondern für die zugesagte Nutzungsdauer von 12 bis 24 Monaten. Die Anbieter entwickeln hier mit der Zielsetzung, den Betreibern eine sichere Einhaltung der Grenzwerte zuzusagen. Diese lässst sich aber nur aufrechterhalten, wenn das Aggregat gemäß Herstellervorgabe gewartet und korrekt eingestellt ist. Bei dem im Markt vorherrschenden Biogasmotoren-Typ mit sehr magerem Gemisch (Lambda ca. 1,7) ist dies mit Blick auf die Stickoxid-Emission zwingend notwendig.

Der Zielkonflikt zwischen hohem Wirkungsgrad und geringer Stickoxid-Emission ist bei der geplanten Absenkung der Stickoxid-Grenzwerte nur mit einem SCR-Katalysator mit Harnstoffeindüsung lösbar. Ein weiteres Abmagern des Gemisches („kältere“ Verbrennung, geringere Stickoxidbildung) würde zu starken Zündaussetzern und einem steilen Anstieg unverbrannten Methans führen.Dies wäre weder unter dem Gesichtspunkt der Emissionen noch unter einem akzeptablen Laufverhalten der Motoren vertretbar.

Biogasbranche kann von der Fahrzeugbranche lernen

Die Hersteller arbeiten an einer wirtschaftlichen Lösung dieses Zielkonfliktes für Betreiber. Wenn der Gesetzgeber ein Verschärfung des Stickoxid-Grenzwertes beschließen wird, wovon Branchenspezialisten in den nächsten Jahren ausgehen, wird ein SCR-Kat notwendig. Welche Übergangsfristen oder Befreiungen dann gelten werden, ist heute noch nicht bekannt, wird aber sicher von den Branchenvertretern in den Fachausschüssen auszuhandeln sein. Wer heute für die nächsten 8 bis 10 Jahre investiert, tut sicher gut daran, gemeinsam mit Herstellern Handlungsoptionen für eine kostengünstige Nachrüstlösung zur Stickoxid-Reduzierung zu haben.

In der Nutzfahrzeugbranche gibt es hinreichende Betriebserfahrungen mit der Eindüsung von Harnstoff. Gasmotoren-Hersteller beschäftigen sich derzeit mit der Anpassung dieser Großserien-Technik. Ein Lösungskonzept sieht ein „mildes“ Mager-Motor-Konzept vor (Lambda ca. 1,4), das aufgrund höherer Brennraumtemperaturen für einen Wirkungsgradgewinn und damit bessseren Biogasverbrauch (ca. -3%) sorgt, der zum großen Teil die Kosten der eingespritzte Harnstoffmenge zur Stickoxidreduktion trägt.

Für Betreiber bedeutet dies, mit ihrem BHKW-Lieferanten einen ausreichend großen Einbauraum zwischen Abgasturbolader und Abgaswärmetauscher vorzusehen, um später problemlos nachrüsten zu können. Schon heute sind ausreichend groß dimensionierte Kat-Gehäuse auf dem Markt erhältlich, die zunächst nur mit dem Oxi-Kat bestückt werden und einen einfachen späteren Ausbau mit den SCR-Elementen einschließlich der Harnstoffeindüsung ermöglichen.

Serviceverträge für Flexbetrieb: Markt bewegt sich (zu) langsam

Das Kleingedruckte in Wartungsverträgen ist nach wie vor ausschlaggebend für Rechte und Pflichten von Serviceunternehmen und Betreibern. Auf der einen Seite muss klar sein, welchen Fahrplan der Betreiber mit seinen Aggregaten zukünftig im Flexbetrieb fahren möchte, auf der anderen Seite sind die Peripherie -Aggrate (wie Biogasaufbereitung) ebenso zu warten und zu prüfen wie das Aggregat selbst, da ihr Zustand ganz wesentlichen Einfluß auf die Funktion des BHKWs und damit auch auf die Betriebskosten nimmt.

Wie wichtig dieses Thema im Einzelfall sein kann, zeigte sich kürzlich bei der Aufstellung eines neuen Flex-BHKWs, bei dem sich bedauerlicherweise der Container verzogen hatte. Natürlich wird der Mangel abgestellt, aber etwaige Spätfolgen muss der Betreiber die nächste 8 Jahre nicht tragen, da das Wartungs- und Reparaturkostenrisiko der Hersteller im Rahmen des Full-Service-Wartungsvertrages trägt. Originalton des Betreibers: „Ohne meinen Servicevertrag könnte ich bei diesem Schaden jetzt nicht ruhig schlafen – aber mit diesem langfristigen Servicevertrag habe ich einfach keinen Stress, heute nicht und zukünftig auch nicht.“

Die auf der Biogas Convention von der IG Biogasmotoren gehaltenen Vorträge zu den technischen Anforderungen der Flexibilisierung werden interessierten Betreibern von Biogas-BHKWs kostenfrei in kurzen Webinaren im Januar zur Verfügung gestellt. Schauen Sie sich die Vorträge dann in Ruhe an. Wir informieren Sie, wenn die Webinare für Sie bereitstehen.