Thema BHKW & KWK vom 07.11.2001 @ 08:33:44 CET
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Vision oder Wirklichkeit?
 Kraft-Wärme-Erzeugung aus Biogas erlebt seit Inkrafttreten des Erneuerbare Energien Gesetzes einen rasanten Aufschwung, der zahlreiche interessante Innovationen nach sich zieht. SONNE WIND & WÄRME stellt einige aktuelle Projekte, Prototypen und Verfahren vor...
Weltec setzt aufs Ganze
Die im Juni 2001 gegründete Firma Weltec BioPower, Lutten, will sich zum weltweit agierenden Anbieter von schlüsselfertigen Biogas-Anlagen aufschwingen. Die Startchancen sind zumindest nicht schlecht, was ein Blick auf die drei Gründungsmitglieder schlussfolgern lässt. Mit beteiligt ist die Firma Stallkamp, Dinklage, die auf Stahlbehälter-Systeme spezialisiert ist, sowie das Unternehmen Weda Fütterungstechnik, Lutten, das über ein weltweites Vertriebsnetz für Befüllsysteme und Fütterungstechnik verfügt. Der dritte im Bund - bisher Kunde der beiden anderen – ist die Anlagen- und Apparatebau Lüthe GmbH aus Heide.
Die erste gemeinsame Anlage der Firma Weltec wurde Mitte August auf dem Hof der Familie Hoffmann in Üttfeld bei Bitburg feierlich eingeweiht. Die Betriebsnachfolge durch den Sohn ist gesichert, also lohnte sich die Investition zum modernen Energiewirt. Fermentiert wird bei Hoffmanns rund 5,5 m3 Gülle pro Tag zusammen mit einem Anteil von 12% Trockensubstrat wie Mais oder Mist. Die Befüllung des 608-m3-Fermenters läuft automatisch über einen Dosier mit Förderschnecke – eine Spezialität der Weltec-Anlagen. Denn der Dosier ist mit Wiegetechnik ausgestattet, um die Zusatzsubstrate im genauen Mischungsverhältnis zuzuführen. Das bedeutet minimalen Arbeitsaufwand für den Betreiber. Eine weitere Besonderheit ist das Großflügelrührwerk im Fermenter mit Getriebemotor außerhalb des Behälters. Der Vorteil laut Weltec: Das Rührwerk kann kontinuierlich drehen, ohne dass der Motor heiß läuft. Durch die dauerhafte Durchmischung sinkt nichts ab und der Behälter muss nur alle drei Jahre, statt jährlich gereinigt werden.
Informationen: Weltec BioPower GmbH, Amerbuscher Str. 29, 49424 Lutten, Tel. 04441/999780, Fax 04441/999788, E-Mail: info@weltec-biopower.de, www.weltec-biopower.de
Futterrüben zur Biogaserzeugung
Die Firma Lipp aus Tannhausen setzt bei ihren Biogasanlagen auf die Zumischung von Futterrüben. Erste Messergebnisse an Pilotanlagen ergaben bei der Fermentierung von Futterrübenbrei deutlich bessere Gaserträge von rund 12.500 m3/ha als bei Mais-Silage mit rund 8.100 m3/ha. Damit steht für das Tannhäuser Unternehmen fest: Ihre bereits für die Konservierung von Futtermitteln entwickelte Betavator-Technologie lässt sich ebenso gut in Biogas-Anlagen integrieren. Der Knackpunkt des Verfahrens ist die Luftdichtigkeit. Lipp hat ein Mahl-, Mus- und Einfüllverfahren entwickelt, bei dem die organischen Substanzen (z.B. Hackfrüchte wie Rüben, Kartoffeln etc.) aufbereitet werden. Eine Nachgärung des in den gasdichten Silo eingefüllten Rübenbreis wird verhindert. In diesem so genannten Betavator kann die Silage ganzjährig konserviert werden, ohne dass der eingelagerte Rohstoff nennenswert an Energie verlieren. Von dort ist die automatische Befüllung des Biogas-Fermenters mit beliebiger Dosierung möglich.
Eine der ersten Anlagen dieses Typs entstand in Leipheim bei Ulm. Der Landwirt Bernhard Holzwarth erzeugt aus seiner Schweinemast (entspricht 280 Großvieheinheiten bzw. 7,5 m3 Gülle pro Tag) und rund 7 m3 Rüben- und Kartoffelmus täglich rund 670 m3 Biogas, die er in einem BHKW mit 95 kWel und 160 kWth verbrennt.
Die Firma Lipp hat sich beim Bundesministerium für Landwirtschaft und Ernährung dafür eingesetzt, dass die energetisch genutzten Rüben auf Stilllegungsflächen angebaut werden können, für die Prämien bezahlt werden. Eine solche Genehmigung erhielten bisher nur einige wenige Pilotprojekte. Eine entgültige Entscheidung steht noch aus. Laut Lipp äußerte das Ministerium Bedenken, dass Teile des Rübenbreis für die Tierfütterung abgezweigt werden, was bei Stilllegungsprämien unzulässig ist. Um das zu überwachen, hat die Tannhäuser Firma verplombte Leitungen eingeführt.
Bernhard Holzwarth kam nicht in den Genuss der Ausnahmeregelung – seine Rüben wachsen auf normalen Flächen. Der Landwirt entschied sich trotzdem für eine Biogasanlage, nachdem die Vorkalkulation positiv ausfiel. Bei Produktionskosten für den Rübenanbau von 1.800 DM/ha und einer Stromvergütung von 20 Pf/kWhel und 6 Pf/kWhth kann Holzwarth mit einem Erlös von 5.411 DM/ha Rüben rechnen.
Einspeisung von Biogas ins Erdgasnetz
Mit den technischen Voraussetzungen und den Kosten der Einspeisung von Biogas ins öffentliche Erdgasnetz hat sich der Münchner Verein ACT ENERGY eingehend befasst. »Wir wollten mit unserer aktuellen Studie eine Diskussionsgrundlage schaffen, denn den Gasversorgern liegen heute schon eine ganze Reihe von Anfragen vor«, begründet Vereinsvorsitzender Thomas Schmalschläger das Engagement. Dabei sind vor allem kommunale Biogas-Großanlagen relevant, denn die aufwändige, heute verfügbare Gasaufbereitung gleicht einem kleineren Chemiewerk und rechnet sich erst ab einem Rohgas-Durchsatz von 300 m³/h.
In der Studie werden die finanziellen Erträge durch Verstromung von Biogas bei 300 m³/h in einem BHKW mit 930 kWel direkt mit den Kosten der Aufbereitungsprozesse verglichen. Das Ergebnis: Um den gleichen Überschuss von rund 800.000 DM/a wie bei der Verstromung zu erzielen, müsste das gereinigte Biogas beim Einspeisepunkt mit 1,15 DM/m³ vergütet werden. Bei dieser Vergleichsvariante werden 30% des anfallenden Biogases in einem Brennwertkessel verbrannt, um die Prozesswärme für den Fermenter zu erzeugen. Nach diesem Beispiel läge der Vergütungssatz unterhalb der von den Biogasverbänden geforderten Einspeisevergütung von 2 DM/m³ bei 500 kW bis zu 1 DM/m³ bei 3 MW. Eine Verbändevereinbarung der Gaswirtschaft zur Vergütung von eingespeistem Biogas existiert noch nicht.
Informationen: Act Energy, Kaiserplatz 12, 80803 München. Tel. 089/89211140, Fax 089/34018711, E-mail: info@act-energy.org, Internet: http://www.act-energy.org
Biogas in SOFC-Anlage
Der Feldversuch mit sechs oxidkeramischen Brennstoffzellen (SOFC) der Schweizer Firma Sulzer Hexis ist fast abgeschlossen. Die erste Kleinserie der 1-kW-Systeme – rund 50 Stück - soll laut Projektleiter Alexander Schuler ab Herbst über Energieversorger in Privathäusern installiert werden. Die SOFC-Zellen können direkt mit Erdgas aus dem Niederdrucknetz betrieben werden, da die Reformierung des Methans zellintern stattfindet.
Parallel laufen die ersten Versuche mit Biogas als Brennstoff. »Der SOFC-Stapel, den wir derzeit mit synthetischem Biogas betreiben, läuft vernünftig«, berichtet Schuler. Ab Herbst soll das System unter realen Bedingungen in einer Biogasanlage in Lausanne erprobt werden. Bei dem dortigen Teststand sind in die Gasstrecke verschiedene Filter für Schwefel, Halogene und Siloxane eingebaut, die auch umgangen werden können, um zu testen, welche Gasreinigungsschritte für einen guten Betrieb nötig sind.
Wie sich Sulzer Hexis mit dem 1-kW-Biogas-System auf dem Markt positioniert, wird derzeit im Unternehmen diskutiert. Die Option einer größeren SOFC-Anlage, die für landwirtschaftliche Biogasanlagen geeignet wäre, sei noch nicht vom Tisch, so Schuler.
Eine andere Möglichkeit wären kleine Biogasnetze für Wohnsiedlungen mit Brennstoffzellen als dezentrale Heizsysteme.
Informationen: Sulzer Hexis AG, Postfach 65, CH-8404 Winterthur, Tel. 0041/52/2626311, Fax 0041/52/2626333, www.hexis.ch
Biogastauglicher VW-Gas-Motor
Auf kleinere und mittelgroße Biogasanlagen haben sich die Firmen Quirrenbach Energieanlagen, Alerheim. und Niederlöhner Energieanlagen GmbH, Meinheim, spezialisiert, die demnächst fusionieren. Sie bieten derzeit zwei BHKW-Module mit 15 bzw. 18,5 kWel an, wovon bereits rund 40 Anlagen laufen. Ein 30-kWel-Modul ist in der Pilotphase.
Die Motoren basieren auf reinen VW-Gas-Motoren, die für den Dauerbetrieb mit Biogas umgebaut werden. Quirrenbach und Niederlöhner rechnen mit rund 12.000 bis 16.000 Betriebsstunden, so dass der Motor alle eineinhalb bis zwei Jahre ausgetauscht werden muss. Bei 4.000 DM für einen kompletten Ersatzmotor rechnen sich laut Anbieter diese Ersatzinvestition.
Informationen: Quirrenbach Energieanlagen, St. Ulrich Straße 38, 86733 Alerheim/Rudelstetten, Tel. 09085/920471, Fax 09085/920472
Biogas in Mikrogasturbine
Bei der energetischen Nutzung von Biogas steht der Schwefelanteil im Brenngas ganz oben auf der Problemliste. Nicht so für die Mikrogasturbine der Firma G.A.S. Energietechnik, Krefeld. Nach Herstellerangaben beweisen der Verdichter - das Gas muss auf den Brennkammerdruck von 4 bar gebracht werden -, der Rekuperator, der die Abgaswärme zur Vorwärmung der Verbrennungsluft nutzt, und die Brennkammer eine gute Schwefelresistenz. Probleme bei der Entschwefelung sollen hier zu keinen Maschinenschäden führen. Weiterer Vorteil: keine kurzfristigen Ölwechsel wie bei Motoren, in denen das Schmieröl durch die Schwefelanteile angegriffen und zersetzt wird.
Für den konstanten Betrieb der 28-kWel-Anlage von G.A.S. ist eine Biogasmenge von ca. 400 m³/d bei 6,5 kWh/m³ erforderlich. Dies entspricht bei reiner Güllevergärung der Menge, die in einem Betrieb mit einem Tierbestand von ca. 300 Großvieheinheiten (GVE) anfällt, und liegt damit in einer häufig anzutreffenden Größenordnung.
Laut Anbieter sind in den USA bereits mehrere biogasbetriebene Mikroturbinen im Einsatz. In Deutschland stehen einige Anlagen kurz vor der Inbetriebnahme.
Fernsteuerung inklusive
Die Steuerung ist eine Kernkomponente von Biogasanlagen. Darauf weist die Firma Borsig Energy, Oberhausen, hin, die mit ihrer neuen Steuerung Biomatic dem Betreiber die Möglichkeit bietet, die Anlage über das Internet zu bedienen und zu kontrollieren. Bei Störung schickt das Programm eine SMS an eine definierte Störungsstelle. Inzwischen ist die dritte Anlage mit diesem System in Betrieb gegangen. Die Steuerung kostet einige zig Tausend DM, ist jedoch im Komplett-Angebot des Oberhausener Biogasanlagen-Anbieter automatisch enthalten.
Die Daten sollen langfristig in der Zentrale von Borsig Energy zusammenlaufen, um die Anlagen von dort fernzusteuern und zu überwachen. Im Detail heißt das: Die Betriebsweise der Pumpen und Rührwerke kann festgelegt, die Prozessdaten wie Gasmenge und Gasqualität ablesen und die Temperaturen überwacht werden. Dies ist besonders wichtig, wenn die Biogasanlage mit Abfällen arbeitet, die unter die Bioabfallverordnung (BioAbfV) fallen – wie Speisereste oder Biotonnenabfälle. Hier müssen Vorgaben bezüglich Temperaturen und Verweildauer erfüllt werden, um eine Hygienisierung zu gewährleisten.
Informationen: Borsig Energy, Centroallee 265, 46047 Oberhausen, Tel. 0208/2056752, Fax 0208/2056744, www.borsig-energy.com
Bärbel Epp
 SonneWindWaerme
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