Wärmepufferspeicher Archives - Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren

Fehler beim Flex-Fahrplan vermeiden

27. Januar 2019 by Michael Wentzke

Die Neuregelung des Flexdeckels gibt Planungssicherheit für viele Flexibilisierungsmaßnahmen. Ein Thema rückt dabei langsam in den Vordergrund: Welche Fahrweise soll eine flexible Anlage eigentlich später erhalten und welche Voraussetzungen muss diese dafür erfüllen? Christian Dorfner von der SKVE AG aus Regensburg teilt in diesem Gastbeitrag seine Überlegungen zum Flex-Fahrplan mit.

Viele bereits flexibilisierte Anlagen suchen noch nach dem optimalen Fahrplan und der passenden Vermarktung. Die Erlöse aus der Regelenergie sinken kontinuierlich. Außerem häufen sich die Beschwerden der Betreiber, dass Abrufe zunehmen und zugleich für einen immer kürzeren Zeitraum anfallen. Die Folge sind erhöhte Belastungen und Kosten für die BHKWs.

Ein Flex-Fahrplan, mit dem Betreiber kontrolliert und geplant unter Berücksichtigung aller BHKW- Besonderheiten im Start-Stopp-Betrieb fahren, ist die zukünftig geforderte Alternative zum Grundlastbetrieb. Dies erfordert zwar technische Modifikationen von der Gärstrecke bis hin zum BHKW. Aber es garantiert hohe Ertragskraft der Anlagen anhand hoher Stromerlöse und geringer Wartungskosten der BHKWs. Zugleich sinken Stress und Risiken im täglichen Anlagenbetrieb.

Eine automatisierte Fahrplansteuerung ist der Königsweg für flexible Biogasanlagen, da diese den BHKW-Betrieb im Sinne des Betreibers optimiert und ihn selbst entlastet.

Voraussetzung ist die konsequente Flexibilisierung des BHKWs mit der Biogas- und Wärmerzeugung. Zusammen mit der Interessen Gemeinschaft Biogasmotoren e.V. wird ein Überblick gegeben, was im Fahrplan-Betrieb bisher aufgefallen ist, wo Verbesserungspotential besteht und welche Fehler häufig auftreten. Die Liste erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, gern nimmt der Autor weitere Aspekte oder Hinweise von Betreibern auf, die bereits flexibilisiert haben.

Vorbereitung und Einbindung der BHKW für den Flexbetrieb

Ein Flex-Fahrplan benötigt ergänzende Ausstattungsmerkmale des BHKWs. Wentzke von der IG Biogasmotoren e.V. spricht die Fallstricke an: „Ein nicht vorgewärmtes BHKW sollte keinen automatischen Fahrplanbetrieb erhalten. Ebenso kritisch ist die Biogasaufbereitung zu betrachten. Eine zu kalte Aktivkohle „filtert“ nicht, d.h. ausgerechnet beim Starten erhält man qualitativ minderwertiges Biogas mit zu hohen Schwefelwasserstoffwerten. Daher benötigt der Aktivkohlefilter eine Vorwärmung. Anlagen, die weit entfernte Satelliten versorgen, müssen sich auch Gedanken über entmischtes Biogas machen und z.B. eine Rezirkulation des Biogases vorsehen. Eine weitere Maßnahme wäre zudem die Vorschmierung, denn diese verhilft den Lagern zu längeren Laufzeiten.“, so der Rat von Wentzke.

Viele Anlagen sparen übrigens die Erweiterung der Gasaufbereitung, in dem sie das nach wie vor kontinuierlich aufbereitete Biogas einem Reingasspeicher zuführen. Die Fahrplansteuerung nutzt diesen für einen wirtschaftlich optimalen Flex-Fahrplan. Kriterien der Dimensionierung sind in erster Linie Platzbedarf und Wirtschaftlichkeit.

Zu kurze Rampen

„Viele BHKW, die zuvor in der Regelenergievermarktung waren, zeigen oft ein weiteres Phänomen“ sagt Wentzke des Weiteren. „Wegen der kurzfristigen Leistungsabrufe wurden die An- und Abfahrrampen extrem verkürzt. Das ist aber bei einem Fahrplan und Start-Stopp-Fahrweise nicht notwendig. Eine möglichst Motoren-schonende Rampe reduziert die Wartungskosten und Störungen beim Start. Wichtig für die schonende und wartungskostenreduzierte Fahrweise sind die Anzahl der Starts – 1000 sollten im Jahresmittel nicht überschritten werden – und die Mindestlaufzeit nach dem Motorstart. Diese sollte mindestens 120 Minuten betragen.“ Exakt nach diesen Vorgaben erzeugt SKVE übrigens einen Flex-Fahrplan.

Flexible BHKW aber konstanter Wärmebedarf

Zu einer Flexibilisierung einer Biogasanlage gehört neben der Stromerzeugung auch eine Flexibilisierung der Wärmeabgabe, sonst kann strenggenommen gar keine bedarfsgerechte Stromerzeugung angeboten werden. Deshalb sollte sich jeder Betreiber im Vorfeld überlegen, wie entweder Wärmeerzeugung oder –verbrauch flexibilisiert werden können Es mag offensichtlich sein, aber bei der Wärme geht es stets zwei „Richtungen“: zum einen den Wärmebedarf zu bedienen, auch wenn die BHKW „aus“ sind. Und zum anderen die Wärme stets in ausreichender Menge nutzbringend abzuführen, insbesondere wenn alle BHKWs auf Volllast laufen. Dies erfordert daher passende Wärmepufferspeicher. Lösungen über teilweisen Dauerbetrieb der BHKWs (in Teillast) funktionieren natürlich auch, gehen aber zur Lasten der Wirkungsgrade, Wartungskosten und der Fahrplanerlöse.

Oftmals reichen kleine Wärmepufferspeicher oder eine Vergrößerung der Register an der Trocknung für den gewünschten Flex-Fahrplan. Vor allem bei Wärmepufferspeichern gibt es Skaleneffekte, die Speicher mit der Größe verbilligen. Außerdem ist der langfristige Betrieb auch nach der EEG-Laufzeit mit zu berücksichtigen.

Die SKVE-Steuerung plant die Wärme- und Stromproduktion so, dass Wärmekunden die notwendige Wärme erhalten. Gleichzeitig produzieren Betreiber nur zu Zeiten guter Strompreise.

Flex-Fahrplan: Korrekte Messung der Gasfüllstande notwendig

Sehr oft hinkt die gemessene Realität eines Gasspeichers dem angegebenen Volumen aus dem Datenblatt hinterher. Aus 2.533 m³ Biogasspeicher werden im operativen Betrieb 1.800 m³ nutzbares und somit planbares Volumen. Natürlich gibt es gute Gründe für unterschiedliche Angaben. Die genehmigungsrelevante Größe hat per se ein anderes Volumen als das netto tatsächlich nutzbare. Unsauber verbaute Gasmesssysteme verschenken dann wegen einer linearen Anzeige Volumen nach oben und unten. Wichtig ist, möglichst alle Gasspeicher zu „durchmessen“. Nur so kann eine Steuerung richtig reagieren und das vorhandene Speichervolumen nutzen. Denn in der Fahrplansteuerung gilt: mehr Speicher bedeutet auch mehr Geld am Monatsende.

Direktvermarkter rechtzeitig prüfen

Es ist oft nicht leicht, den richtigen Kündigungszeitpunkt und –frist aus der Vielzahl von Hauptverträgen, Anhängen, Regelenergieergänzung, Verlängerung, oder Anpassungen herauszufinden. Es lohnt sich, die aktuellen Verträge rechtzeitig zu prüfen. Läuft eine Kündigungsfrist ab, verlängern sich die meisten Verträge um ein weiteres Jahr und möglicherweise 30.000 Euro oder mehr sind verloren. Viele Anbieter bieten keine echte Fahrplansteuerung an, sondern lassen den Betreiber mit der täglichen Arbeit und dem Risiko um Fahrplankalkulation, Nachjustieren und Nachmelden allein. Zudem verlangen die meisten Anbieter Ausgleichsenergie, wenn Betreiber den Fahrplan nicht einhalten, und reduzieren die garantierte Zahlung.

Der um 8 Uhr morgens erstellte Fahrplan ist spätestens um Mittag wieder hinfällig. Das liegt an den zwischenzeitlich veränderten Gasfüllständen oder Börsenpreisen. Eine Fahrplansteuerung, wie sie die SKVE anbietet, reagiert darauf automatisch und sucht stets nach dem optimalen Flex-Fahrplan für Ihre Anlage – ohne dasss der Betreiber etwas melden oder ändern muss.

Die SKVE bietet Betreibern einen unverbindlichen Flex-Fahrplan-Check an. Dieser zeigt, was sich verdienen lässt, wenn eine Anlage aus dem Blickwinkel eines Betreibers und nicht eines Händlers gesteuert wird.

Soweit die Hinweise und Aspekte von Christian Dorfner von der SKVE AG zum Thema Flex-Fahrplan.

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 .

Top-News für den Biogas-BHKW-Betrieb in Leipheim

13. Februar 2018 by Michael Wentzke

Am 7.3.2018 wird in Leipheim das Fachsymposium Biogasmotoren den Betreibern von Biogasanlagen wichtige Hinweise zur Senkung Ihrer Kosten im Biogas-BHKW-Betrieb vermitteln. Dies betrifft Anlagen, die im Grundlastbetrieb laufen, und Biogas-BHKWs, die unmittelbar vor der Flexibilisierung stehen. Mehr als ein Dutzend Referenten und ein Anlagenbetreiber stellen den Tagungsteilnehmern ihr Know-How und ihre praktische Erfahrungen vor.

Wartung von BHKW-Komponenten sichert Ertrag und Anlagenverfügbarkeit

Wenn Zündkerzen sich mit einer Störmeldung verabschieden, werden sie ausgetauscht. Wenn ein Wärmetauscher verschmutzt ist, passiert dies im Regelfall schleichend, bis ein Wärmekunde über zuwenig ausgekoppelte Wärme klagt. Oder die Motorsteuerung eine zu hohe Gemischtemperatur anmahnt. Zwischenzeitlich erhöhen sich aber die Risiken und es wird weniger Wärmeumsatz getätigt.

Spezialisten, die sich um diese Themen kümmern, geben den Betreibern mit kurzen Vorträgen die wichtigsten Hinweise für den Alltag. Damit das Biogas-BHKW seine Kondition behält oder wieder erlangt. Das schont den Geldbeutel des Betreibers und schützt vor überraschenden Schäden.

Wärmeauskopplung und Wärmespeicher : die unterschätzten Ertragstreiber im Biogas-BHKW-Betrieb

Die Fehlermöglichkeiten bei der Wärmeauskopplung sind genauso zahlreich wie beim Einsatz von Wärmepufferspeichern und der Anbindung von Nahwärmnetzen. Ausgeführte Beispiele zeigen Betreibern, das der Respekt vor großen Wärmepufferspeichern nicht berechtigt ist. Richtig ausgelegt und eingesetzt sind diese Wärmepufferspeicher eine sichere Bank für die Versorgung der Wärmekunden. Und sie amortisieren sich über die Qualität der Wärmeversorgung sehr schnell.

Die Praxisbeispiele eines Komponentenherstellers und eines Ingenieurbüros motivieren Betreiber, sich intensiver mit den passenden Partnern hierüber zu informieren und eine attraktive Ertragsquelle zu erschließen. Die Vortragsblöcke sind von ausreichend großen Pausen unterbrochen. So können die ersten Gespräche zwischen Betreibern und Spezialisten beginnen.

Wie in der Flexibilisierung Stolperfallen vermieden werden

In der Flexibilisierung müssen nahezu alle Bereiche einer Biogasanlage neben dem Biogas-BHKW kritisch angeschaut werden. Ob alles auch für den geplanten Flexbetrieb passt, ist durchaus nicht klar. Daher lassen Angebote über Flex-BHKWs, die nichts über die notwendigen Schnittstellen zur Biogasversorgung, Biogasaufbereitung und weiteren Bereichen aussagen, den Betreiber allein. Wichtige Ergänzungen für späteren problemlosen Flex-Betrieb werden oft nicht angesprochen.

Die IG Biogasmotoren sorgt mit ihren Partnern für Information und Transparenz. Dies schützt Betreiber vor Investitionen, die später zeit- und kostenfressende Nachbesserungen erfordern. Wer sich mit dem Gedanken der Flexibilisierung trägt, wird auf dem Fachsymposium Biogasmotoren in Leipheim in den Fachvorträgen zahlreiche Anregungen erhalten, die er später in seinem Flexprojekt berücksichtigen kann.

Niedrige Betriebskosten mit dem richtigen Servicekonzept

Die Flexibilisierung zwingt Serviceanbieter, ihr Servicekonzept zu überdenken. Es ist sowohl für die Fahrweise Grundlast als auch im Flexbetrieb zu modifizieren. Teurer Bauteileaustausch auf Verdacht ohne Prüfung des Zustandes werden hinterfragt. Ebenso starre Fristen für Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen. Der Service-Markt kommt langsam in Bewegung. Andere Branchen machen es schon seit längerem vor, wie es zuverlässig und kostengünstig für Anlagen-Betreiber geht.

Die Fachvorträge im vierten Themenblock stellen Betreibern Dienstleistungen und Produkte für einen kostengünstigen Biogas-BHKW-Betrieb vor. Die Themen reichen bis hin zu praktisch erzielten Standzeiten der neuen Generation von Abgaskatalysatoren für Biogas-BHKWs.

Das Fachsymposium Biogasmotoren richtet sich an Betreiber von Biogas-BHKWs, ihre Servicepartner, Komponentenhersteller, Refinanzierer und Versicherer sowie an Berater, Planer und Anlagenbauer. Die Tagungsplätze sind in Leipheim begrenzt, die Anmeldung erfolgt über den Veranstaltungsflyer.