Genehmigung Archives - Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren

Rückblick auf die Infotage FlexBiogas in Triesdorf und Dorfmark

13. Juni 2017 by Michael Wentzke

Am 24. Mai und am 1. Juni 2017 fanden in Triesdorf und in Dorfmark die Infotage FlexBiogas statt, die die KWK kommt UG mit Adi Golbach und das Fl(ex)perten-Netzwerk um Uwe Welteke-Fabricius ausgerichtet haben. Auf beiden Veranstaltungen fanden sich jeweils mehr als 80 Besuchern ein. Rund ein Drittel der Teilnehmer machten Biogasanlagen-Betreiber aus, zwei Drittel waren den Anbietern von Produkten und Dienstleistungen der Biogasbranche zuzurechnen, darunter befanden sich auch vereinzelt Behördenvertreter.

Die Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren hat auf beiden Veranstaltungen den Part übernommen, mit einem einführenden Kurzvortrag und anschließender Moderation die Fragen zum Thema Motorentechnik im Flexbetrieb aus dem Publikum aufzugreifen und mit den anwesenden Vertretern von Motoren- und BHKW-Herstellern zu diskutieren.

Die Diskussion auf beiden Veranstaltungen zeigte ganz deutlich, dass es zu den technischen Randbedingungen des Flexbetriebes noch eine Viezahl von Fragen der Betreiber gibt. Und sie offenbarte, dass sich die Anbieter noch nicht ausreichend mit der Frage beschäftigt haben, wie sich Servicekosten des Biogas-BHKWs im Flexbetrieb darstellen.

Auf die BHKW-Peripherie kommt es an

Ein (Flex-) BHKW hat Schnittstellen zu unterschiedlichen Lieferanten. Diese nehmen die technischen Anforderungen jeweils aus ihrer Perspektive wahr und sollten diese richtig verstehen und mit den passenden Produkten bedienen:

Biogasaufbereitung von der Gaskühlung bis zur Nacherwärmung mit Vorwärmung auch des Aktivkohlefilterbehälters
Entscheidung für ein Konzept der Bereitstellung trockenen, sauberen Biogases: mehrere Biogasaufbereitungsstrecken oder nur eine mit einem Gasspeicher für gebrauchsfertiges Biogas zur Versorgung aller BHKWs?
Motorvorwärmung aus einem Warmwasserspeicher: Stillstandszeiten von 4 bis 20 Stunden bis zum nächsten Start können wirtschaftlich überbrückt werden

Wenn dann noch Themen der Baugenehmigung und der Stromnetzanbindung sowie ein Ausbau des Gasspeichers etc. hinzukommen, dann sollte jedem Betreiber klar sein, dass ein Flexibilisierungsvorhaben schon in der Projektphase Planung und Entscheidungsfindung Zeit und externe Unterstützung erfordert, wenn es erfolgreich umgesetzt werden soll.

Eine gute Vorbereitung und Planung sichert eine Investitionsentscheidung ab. Es zeigt sich in der Praxis, dass pauschale Empfehlungen zum Maß der Überbauung nicht weiterhelfen, weil die betrieblichen Restriktionen vor Ort (räumliche Gegebenheiten, Netzanbindung, Genehmigung,…) die Entscheidung stark beeinflussen können. Jede Flexentscheidung ist eine Einzelfallentscheidung, die genaues Prüfen erfordert.

Machen Sie sich ein Bild

Die 17 Vorträge aus Triesdorf bedienen alle wichtigen Themen rund um die Flexibilisierung. Es reicht von den regulatorischen Grundlagen der Flexibilisierung über die einzusetzende Technik einschließlich der Wärmeverwertung bis hin zur saisonalen Flexibiliseirung der Biogasproduktion. Einzelne Themen sind mehrfach mit Vorträgen besetzt, sodass sich der Betreiber einen ersten Überblick verschaffen konnte. Hier finden Sie eine Übersicht aller Vorträge.

Bei der Vielfalt der notwendigen Einzelthemen zur Flexentscheidung ist es aus meiner Sicht notwendig, auch eine Hilfestellung für die Bewältigung des Flexprojektes zu geben, das ja immer neben dem Alltag laufen muss, der ja ohnehin für die meisten Betreiber zeitlich sehr beanspruchend ist. Die erste Stufe läuft bis zur Entscheidungsfindung. Die zweite Stufe ist nicht minder wichtig und betrifft die schrittweise Umsetzung des Flexprojektes. Hierzu werden wir Sie in Kürze über einen Vorschlag zur Vorgehensweise informieren.

Wer Interesse an allen (oder einzelnen) Vorträgen hat, die sämtlich von den Autoren auch zum Download freigegeben sind, wird hier fündig. Für Ihre etwaigen Nachfragen oder näheres Interesse stehen Ihnen die Autoren sicherlich gern zur Verfügung. Ziel ist es, dass jeder Betreiber für sich persönlich eine wirtschaftlich tragfähige Flexentscheidung trifft – wie sie auch immer im Ergebnis ausfallen mag. Hierfür leisten die Vorträge einen ersten Beitrag.

Erfahrungen aus zurückliegenden Flex-Veranstaltungen

7. März 2017 by Michael Wentzke

Manche Veranstalter und sicher auch manche Teilnehmer haben die Erwartung, in wenigen Stunden sei das Thema Flexibilisierung mit seinen zahlreichen Schnittstellen ausreichend besprochen. Das deckt sich nicht mit unseren Erfahrungen aus zahlreichen Flex-Veranstaltungen. Die richtige Arbeit fängt für Betreiber erst nach einem Ganztages-Seminar an, wenn vor dem Hintergrund der eigenen Anlage die Voraussetzungen für erfolgreiche Flexibilisierung geklärt und bewertet werden müssen. Ziel muss es sein, alle wichtigen Entscheidungskriterein und die inhaltlichen und zeitlichen Abhängigkeiten der Teilthemen voneinander in Flex-Veranstaltungen ausreichend detailliert vorzustellen.

1. Zukunftsperspektive – die Zeit nach dem EEG

Mt einer Restlaufzeit des jeweilgen EEGs für die eigene Biogasanlage von mehr als 10 Jahren lässt sich die Flexprämie für die Investition in ein weiteres Biogas-BHKW nutzen. Die Höchstbemessungsleistung bleibt gleich, der Volllastbetrieb des BHKWs wird verlassen und je nach Anzahl und Größe des Flex-Aggregates werden jährlich nur noch ca. 2500 bis 4000 Betriebsstunden erreicht. Damit fallen größere Revisionen und Grundüberholungen der Biogasmotoren entsprechend später an.

Es ist davon auszugehen, dass nach Auslauf des EEG-Zeitraumes ein wirtschaftlicher Betrieb der Biogasanlagen nur noch mit bedarfsgerechter Stromerzeugung und einem Wärmekonzept möglich sein wird.

Es gibt kein Patentrezept für das ideale Maß der Überbauung einer bestehenden Anlage. Daher ist es ratsam, eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsrechnung vor die Investitions-entscheidung zu stellen. Für den späteren Flexbetrieb der BHKWs ist die Peripherie insbesondere im Bereich der Biogasaufbereitung, der Gas- und Wärmespeicher sowie der Trafostation anzupassen.

2. Frühzeitig Genehmigungsbehörden einbinden

Die Genehmigungsdauern reichen von sportlichen 5 Monaten bis knapp 2 Jahre. Wenn dann noch Lieferzeiten mit ca. 6 Monaten vom BHKW-Lieferanten hinzukommen, wird klar, wie wichtig ein Zeitplan für alle Phasen des Flexibilisierungsprojektes wird.

Betreiber berichten von postiven Erfahrungen, wenn Behörden frühzeitig in das Flexprojekt eingebunden werden. Es scheint auch noch nicht überall bei Genehmigungsbehörden angekommen zu sein, dass Flexibilisierung nicht mit einem Mehrverbrauch von Substraten verbunden ist, sondern die Produktion der Energiemenge nur anders zeitlich verteilt wird. Je mehr um Verständnis geworben wird und je mehr Vorurteile abgebaut werden, desto einfacher und schneller wird der Genehmigungsprozess.

3. Netzanbindung und Trafostation

Manche Netzbereiche erlauben heute kaum noch einen weiteren Ausbau, um eine größere elektrische Leistung aufzunehmen. Deswegen ist eine der ersten Aufgaben die Netzanfrage. Ohne ein grünes Licht vom Netzbetreiber droht das Flexprojekt zu scheitern.

Wenn die Netzanbindung heute nicht ausreichend gegeben ist, könnte ein klärendes Gespräch mit dem Übertragungsnetzbetreiber helfen, ob nicht zeitlich parallel der Aufbau des Flex-BHKWs und der Netzausbau bis zum Einspeisepunkt geschehen kann.

Für eine mindestens doppelte Überbauung wird auch der vorhandene Tranformator zu klein sein. Die nicht zu knappe Auslegung des Transformators ist für einen wirtschaftlichen Betrieb nicht zu unterschätzen, da sonst dauerhaft unnötig große Wirkungsgrad-Verlustes des Transformators in Kauf genommen werden müssen.

4. Gasspeicher und Wärmespeicher müssen bewertet werden

Flexibler Betrieb bedeutet phasenweiser Stillstand aller Biogasmotoren, wenn die Strompreise unattraktiv niedrig sind und Volllast für alle Aggregate, wenn die Strompreise an der Börse hoch sind. Flexibler Betrieb hat auch nichts mit Regelenergiebereitstellung zu tun. Dieses Missverständnis teilen sich viele Betreiber mit Herstellern und Packagern.

Auf der einen Seite möchte man als Betreiber die erlaubte Höchstbemessungsleistung hereinfahren. Dazu reichen je nach Grad der Überbauung schon 3000 Betriebsstunden pro Biogasmotor oder weniger aus. Andererseits dürfen die Stillstandszeiten der Biogas-Motoren nicht so groß sein, dass sich der Wärmespeicher entleert und Wärmekunden über zu niedrige Temperaturen klagen. Ein optimierter Fahrplan berücksichtigt sowohl die höchsten Strompreis im Markt als auch die erforderliche Wärmeversorgung der Wärmeabnehmer.

5. Biogasversorgung und -Aufbereitung

Biogasentfeuchtung, Nacherwärmung und Entschwefelung im Aktivkohlefilter sind für Anlagenbauer deshalb eine Herausforderung, weil mit ca. 2 Starts pro Tag Abkühl- und Aufwärmphasen durch eine Warmhaltung kompensiert werden müssen. Diese lässt sich entweder elektrisch oder aus einem Wärmespeicher bedienen. Damit wird vermieden, dass kaltes und feuchtes BIogas die Aktivkohle passiert und dadurch ungefiltert Schwefel-wasserstoff in den Biogasmotor gelangt.

Mehrere Biogas-BHKWs, die von den bestehenden Fermentern mit Biogas versorgt werden sollen, benötigen ausreichend dimensionierte Rohbiogasleitungen und Gasgebläse, die den notwendigen Gas-Vordruck am jeweiligen BHKW sicherstellen. Anderenfalls beeinflussen sich einzeln startende BHKWs ungüstig und der Gasdrck bricht am Nachbar-BHKW so ein, das der Biogasmotor in die Abschaltung geht. Durch sorgfältige Planung lassen sich diese unerwünschten Betriebszustände vermeiden.

6. Motorvorwämung und Versorgung der Wärmekunden

Der Wechsel von Warm- und Kaltbetriebszuständen ist grundsätzlich mit höherem Verschleiß der Motoren verbunden und kann durch eine Vorwärmung oder Warmhaltung vermieden werden. Auch hier bietet sich als Energielieferant ein Wärmespeicher an, der die gewünschte Wärme deutlich preisgünstiger liefert als die elektrisch betriebenen Vorwärmeinrichtungen, die viele Biogasmotoren serienmäßig aufweisen.

Die größere Anzahl von Motorstarts beanspruchen die Lager der Motoren nur unwesentlich, wenn elektrisch vorgeschmiert wird. Manche Hersteller statten ihre Biogasmotoren mit Vorschmierpumpen aus, ab einer bestimmten Motorengröße sind sie ohnehin zwingend notwendig. Sofern die Anzahl der Starts unter 1000 pro Jahr bleibt, ist für viele Hersteller nicht von signifikant höherem Lagerverschleiß auszugehen. Auch bei älteren Motoren ist eine Vorschmierung nachrüstbar, um den Verschleiß zu reduzieren.

Gut optimierte Flex-Fahrpläne kommen mit 1,5 – 2 Starts pro Tag aus und sind nicht mit den (unkalkulierbaren) Fahrplänen und Leistungsabrufen der Regelenergiebereitstellung vergleichbar. Nach dem Start laufen die Motoren mindesten 2 Stunden bis maximal ca. 10 -12 Stunden und haben am Wochenende eher größere Stillstandszeiten, weil die Strompreise niedrig sind.

Gerade dann schlägt die Stunde richtig dimensionierter Gasspeicher, die bei still stehenden Motoren sich befüllen und die Gasproduktion aufnehmen. Der Wärmespeicher entlädt sich am Wochenende stärker für den Wärmebedarf der Wärmekunden und sollte dies auch bei strengen Außentemperaturen schaffen.

Schon im ganz normalen Volllastbetrieb gibt es durch mangelhafte Planung der Komponenten zur Wärmeversorgung häufig Probleme, die sich im Flexbetrieb dramatisch verschärfen würden, wenn die Lastprofile der Wärmekunden unberücksichtigt blieben und die Wärmetauscher, Pumpen und Wärmeleitungen zu knapp dimensioniert würden. Die Umsetzung der dynamischen Anforderungen der Wärmespeicher für Auf- und Entladung sind die Erfolgsfaktoren eines gut geplanten Flexprojektes.

7. Sorgfalt vor Schnelligkeit

Ohne planerische Unterstützung wird es nach unserer Überzeugung kein nachhaltig wirtschaftlich erfolgreiches Flexprojekt geben können. Der (externe) Planungsaufwand macht sich später durch störungsfreien Betrieb bezahlt.

Ein Flexprojekt hat zahlreiche Schnittstellen nach außen, die zeitlich bedient werden müssen. Auch wenn der Alltagsbetrieb fallweise zurücktreten muss, lohnt sich der Zeiteinsatz für die Flexibilisierung, damit diese unter Beachtung aller Risiken erfolgreich bewältigt wird.

Deshalb ist jedem Betreiber empfohlen, sein eigenes Flexprojekt kritisch auf wirtschaftliche Risiken und Chancen hin zu überprüfen und mit ausreichenden Reserven zu kalkulieren.

Flexibilisierung zum Anfassen

1. Dezember 2016 by Michael Wentzke

Am 30. November 2016 haben Landwirte und Biogasanlagen-Betreiber aus Schleswig-Holstein in Brokenlande den Praxisworkshop Flexibilisierung besucht. Dieses Thema ist für die meisten Betreiber von Biogasanlagen noch nicht „durch“ und endgültig entschieden. Die zu Beginn der Veranstaltung bei den Teilnehmern abgerufene Erwartungshaltung zeigte einen beträchtlichen Informationsbedarf zu diesem durchaus vielschichtigen Thema.

Die Referenten konnten mit ihren Vorträgen die Erwartungen der Betreiber von Biogasanlagen aus Schleswig-Holstein sehr gut abdecken. Mit Christopher Link von der SK Verbundenergie AG kam ein Flexibilisierungs-Profi in zwei Vorträgen zu Wort, der die Zuhörer zunächst durch die Klippen des Flexibilisierungsprojektes führte. In seinem zweiten Vortrag ging Christopher Link unter anderem ausführlich auf die wirtschaftlichen Zahlen eines konkreten, realisierten Flexprojektes ein und zeigte die Ertragspotenziale und die Randbedingungen dieses Projektes auf.

Die Biogasanlage produziert kontinuierlich – das BHKW nutzt den Gaspeicher

Zwei vorgestellte Flex-Fahrpläne gaben den Teilnehmern einen sehr konkrete Vorstellung, wie optimale Stromproduktion und eine lückenlose Wärmeversorung von Wärmekunden sich mit einem stressarmen Betrieb verbinden lassen. Dazu gehören die von Michael Wentzke von der IG Biogasmotoren vorgestellten Voraussetzungen der BHKW-Technik, die sich mit modernen Biogasmotoren problemlos erfüllen lassen. Im Bereich der Biogasaufbereitung und der Trafostation sind die notwendigen Anpassungen etwas aufwändiger, sorgen dann aber mit der übrigen Anlagen-Peripherie für zuverlässigen Betrieb. Eine sorgfältige Wartung und durchgehende Überwachung der Betriebsparameter des Biogas-BHKWs ersparen den Betreibern kostentreibende Überraschungen und ermöglichen erst die gewünschten Zusatzerträge aus der Flexibilisierung.

Jörg Richter von der Caterpillar Energy Solutions GmbH informierte die Betreiber über die in der jüngsten Zeit vorgenommenen Verbesserungen an der MWM Gasmotoren-Baureihe TCG 2016, die zu mehr Zuverlässigkeit im Felde führen sollen. Neben den modifizierten Biogasmotoren wurden auch die für Flexbetrieb modifizierten Serviceverträge präsentiert und angeregt diskutiert. Betreiber äußerten schon die klare Erwartung, das neben der besseren Zuverlässigkeit der Aggregate auch eine faire Risikoaufteilung im Flexbetrieb mit Blick auf die Instandsetzungskosten vorgenommen wird.

Flexibilisierung zum Anfassen – was ändert sich im Betrieb?

Die Steuerung des BHKWs erfolgt nach einfachen, transparenten Regeln und wird die größte (positive!) Veränderung für Betreiber mit sich bringen, die bislang nur Volllast-Betrieb kennen. Es wird etliche Stunden in der Woche geben, wo im BHKW-Container Stille herrscht – vor allen Dingen nachts. Mehrere Triebwerke teilen sich die Aufgabe, zu Zeiten hoher Strompreise an der Strombörse Vollgas zu geben und in Zeiten schwacher Stromnachfrage mit niedrigen Preisen nicht zu produzieren.

Die Biologie in den Fermentern kann dieser Dynamik nicht so ohne weiteres folgen, daher sollte sie auch weiter mit konstanter Fütterung kontinuierlich Biogas produzieren. Der ausreichend groß bemessene Gasspeicher erlaubt den BHKWs den vorberechneten, optimalen Fahrplan abzufahren. Damit Wärmekunden mit ihrem Bedarf nicht zu kurz kommen, wird entweder ein Wärmespeicher eingesetzt oder in der Fahrplanberechnung dem Wärmekunden Vorrang eingeräumt.

All dies kann ein Betreiber nicht mehr selbst von Hand optimieren, dahinter stehen mehrdimensionale mathematische Modelle, die täglich einen rollierenden Fahrplan für eine Woche ausgeben. Das macht die SK Verbundenergie schon für zahlreiche Betreiber sehr erfolgreich und entlastet diese deutlich in ihrem Alltag.

Eine Glaskugel für die Zukunft der Biogasbranche?

Die von den Teilnehmern durchaus sorgenvoll und skeptisch gestellte Frage, was wird nach dem Auslauf des EEGs kommen, ließ sich nicht abschließend beantworten – was zu erwarten war. Die grundsätzlichen Trends einer steigenden Volatilität der Strompreise nach dem Abschalten weiterer konventioneller Kraftwerke und der Atomkraftwerke kommen zwar der Biogasbranche mit bedarfsgerecht produzierenden BHKWs entgegen.

Aber wie sich die Anbieter im Ausschreibungsverfahren verhalten werden, ist noch unklar. Ein strammes Kostenmanagement und Zusatzerlöse über verkaufte Wärmemengen sind sicher Voraussetzungen für eine gute Profitabilität der flexibilisierten Anlage.

Anhand klarer Kriterien gründlich entscheiden

Die Veranstalter haben sich zum Ziel gesetzt, mit den geplanten Praxisworkshops Flexibilisierung Betreibern, die noch nicht entschieden sind, ob sie flexibilisieren wollen oder nicht, eine saubere Entscheidungsgrundlage zu liefern – und zwar ergebnisoffen. Es sollte sich kein Betreiber in eine große Investition zur Flexibilisierung „hineinreden“ lassen. Eine Entscheidung über ein Flexprojekt hängt in großem Maße von den individuellen Voraussetzungen des Betriebes ab. Pauschale Aussagen sind wenig hilfreich. Mehrere Voraussetzungen sind zu erfüllen, um erfolgreich zu flexibilisieren.

Wir treten in der Reihe der geplanten Praxisworkshops für Sie als Betreiber an, damit Sie eine gute, tragfähige Entscheidung für oder gegen Flexibilisierung treffen können und alle wichtigen Aspekte bedacht und bewertet werden können. Dafür ist dieser Tag mit dem Motto „Flexibilisierung zum Anfassen“ sicher eine gute Investition. Die weiteren Termine finden Sie oben rechts auf der Startseite der Website der IG Biogasmotoren.