Projekt „MiniGas“: Teilaufbereitetes Biogas wird konkurrenzfähig zu Erdgas
Biogasanlagen, die aus der EEG-Förderung fallen, können teilaufbereitetes Gas für 8 ct/kWh erzeugen. Der Gasverkauf über Mikronetze wäre eine Alternative zur Biomethanproduktion.
Die Produktion von Biomethan mit anschließender Einspeisung ins Erdgasnetz gilt für viele Biogasanlagenbetreiber am Ende der 20-jährigen EEG-Förderung als Alternative zur Stromproduktion. Doch für die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan ist die Abtrennung von CO₂ nötig. Sowohl die dafür nötige chemische oder physikalische Gasreinigung als auch die Einspeisung ins Gasnetz sind relativ teuer. Außerdem ist die Nähe zu einem Erdgasnetz nötig.
Eine andere Möglichkeit haben Wissenschaftler des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) sowie die Firmen abc GmbH und Alensys im Projekt „MiniGas“ untersucht: Bei dem Konzept bereiten Biogasanlagen das Gas nur zum Teil auf, in dem sie Schwefelwasserstoff (H₂S), Ammoniak (NH3) und Wasserdampf entfernen, und leiten es über ein Mikronetz zu kommunalen, industriellen bzw. gewerblichen Abnehmern. Diese nutzen das Gas in kleinen BHKW (ähnlich wie in Satelliten-BHKW heutiger Biogasanlagen), um daraus effizient Strom und Wärme für den eigenen Betrieb zu produzieren.
Mehrere Vorteile für Erzeuger und Kunden
Dieser Ansatz hat mehrere Vorteile:
Bestehende Biogasanlagen können – unabhängig vom Gasnetz und ohne teure Aufbereitungstechnik – das Gas vermarkten und damit ein neues Geschäftsmodell für die Zeit nach dem EEG etablieren. Bei Bedarf kann nicht gebrauchtes Gas zusätzlich in einer gemeinschaftlichen Aufbereitung zu Biomethan verarbeitet werden.
Sie erhalten eine längerfristige Entwicklungsperspektive außerhalb der engen Zeitbegrenzung des EEG. Somit bleibt die Wertschöpfung in den Betrieben und in der Region erhalten und mindert die Preisrisiken im Lebensmittelbereich ab.
Gleichzeitig wird auf diese Weise die Wirtschaftsdüngervergärung erhalten und die damit verbundene, besonders hohe Treibhausgaseinsparung möglich.
Die längerfristige Betriebsperspektive eröffnet Möglichkeiten für regionale und von den Kunden gewünschte Anbauoptionen wie mehrjährige Blühpflanzen, die nur bei technischen Anpassungen der Anlage gut und dann längerfristig wirtschaftlich verwertbar sind.
Die Abnehmer machen sich unabhängig von der CO₂-Abgabe, die Erdgas jedes Jahr verteuert. Zudem erhalten sie eine klimaschonende Energiequelle, was vor allem für Gewerbe und Industrie immer wichtiger wird.
Untersuchung an existierender Biogasanlage
Die Projektpartner haben in dem Projekt u.a. untersucht, zu welchem Preis sich das teilaufbereitete Biogas erzeugen lässt und ob es eine wirtschaftliche Alternative zu Erdgas ist. Als erstes Ergebnis konnten sie ein Biogasgestehungspreis von 8,15 ct/kWh (Heizwert, Hi) für eine entsprechend umgerüstete Standard-Biogasanlage der 500 kW-Klasse ermitteln.
Die untersuchte Biogasanlage wurde von der MT Energie GmbH im Jahr 2010/2011 errichtet und besteht aus einem Fermenter und einem Nachgärbehälter mit je 2.100 m³ Faulraumvolumen, einem Endsubstratlager mit ca. 5.150 m³ Lagervolumen sowie einem weiteren, im Jahr 2019 errichteten Endsubstratlager mit 6.900 m³ Lagervolumen.
Alle Behälter sind mit Doppelmembrangasspeichern gasdicht abgedeckt. Die Erwärmung des Substrates erfolgt über innenliegende Heizleitungen im Fermenter und im Nachgärer. Der Feststoffeintrag erfolgt mittels eines Schubbodens und eines Schneckeneintragssystems, wobei am Schneckenkopf der Stopfschnecke Fermenterflüssigkeit mit einer Pumpe beigemischt wird, um den Stoffeintrag zu verbessern.
Zwei mit RME (Raps-Methylester, Biodiesel) stützgefeuerte Zündstrahlmotoren mit einer elektrischen Leistung von je 265 kW (elektrisch) verstromen das entstehende Biogas direkt vor Ort. Ein drittes Modul gleicher Baureihe wird über eine Roh-Biogasversorgungsleitung als Satelliten-BHKW an einem ca. 1 km entfernten Schweinemastbetrieb versorgt.
Gas lässt sich für etwa 8 ct/kWh erzeugen
Für die Biogasanlage ermittelten die Projektpartner einen Biogasgestehungspreis von 6,96 ct/kWh (Hi). Der Durchleitungspreis in einem nachgeschalteten Mikrogasnetzt wurde mit ca. 0,92 ct/kWh (Hi) für ein Leitungsnetz von ca. 5 km Länge bestimmt. Darin eingeschlossen sind auch die Investitionskosten für die Leitung. Bei geringerer Entfernung zu relevanten Verbrauchern sind auch geringere Kosten von 0,6 bis 0,7 ct/kWh (Hi) möglich.
Teilweise günstiger als Erdgas
Die untersuchte Praxis-Biogasanlage kann also das teilaufbereitete Gas für insgesamt 7,88 ct/kWh (Hi) bis zu den Abnehmern leiten. „Die Kosten liegen ohne Berücksichtigung von Abrechnungskosten derzeit schon unter dem ermittelten Preis von fossilem Erdgas für Haushaltskunden in einer Kleinstadt, der bei 8,3 Ct/kWh (Hi) liegt“, bewertet Projektmitarbeiter Dr. Walter Stinner vom DBFZ dieses Ergebnis. Der Preisabstand von derzeit noch 3 ct/kWh gegenüber fossilem Erdgas für einen Gewerbekunden (4,8 Ct/kWh) in der gleichen Kleinstadt bei Abnahme von 850.000 kWh vermindert sich seiner Berechnung nach mit der nächsten Stufe der CO₂-Abgabe um gut 0,5 Ct/kWh. Verflüssigtes, importiertes Erdgas aus Frackinganlagen (LNG) dürfte seiner Schätzung mindestens einen weiteren Cent teurer sein. Damit wäre das Biogas für die Abnehmer also eine Alternative, die auch für Gewerbekunden lediglich um 1,5 ct/kWh über dem Preis von fossilem Erdgas liegt.
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Die Produktion von Biomethan mit anschließender Einspeisung ins Erdgasnetz gilt für viele Biogasanlagenbetreiber am Ende der 20-jährigen EEG-Förderung als Alternative zur Stromproduktion. Doch für die Aufbereitung von Biogas zu Biomethan ist die Abtrennung von CO₂ nötig. Sowohl die dafür nötige chemische oder physikalische Gasreinigung als auch die Einspeisung ins Gasnetz sind relativ teuer. Außerdem ist die Nähe zu einem Erdgasnetz nötig.
Eine andere Möglichkeit haben Wissenschaftler des Deutschen Biomasseforschungszentrums (DBFZ) sowie die Firmen abc GmbH und Alensys im Projekt „MiniGas“ untersucht: Bei dem Konzept bereiten Biogasanlagen das Gas nur zum Teil auf, in dem sie Schwefelwasserstoff (H₂S), Ammoniak (NH3) und Wasserdampf entfernen, und leiten es über ein Mikronetz zu kommunalen, industriellen bzw. gewerblichen Abnehmern. Diese nutzen das Gas in kleinen BHKW (ähnlich wie in Satelliten-BHKW heutiger Biogasanlagen), um daraus effizient Strom und Wärme für den eigenen Betrieb zu produzieren.
Mehrere Vorteile für Erzeuger und Kunden
Dieser Ansatz hat mehrere Vorteile:
Bestehende Biogasanlagen können – unabhängig vom Gasnetz und ohne teure Aufbereitungstechnik – das Gas vermarkten und damit ein neues Geschäftsmodell für die Zeit nach dem EEG etablieren. Bei Bedarf kann nicht gebrauchtes Gas zusätzlich in einer gemeinschaftlichen Aufbereitung zu Biomethan verarbeitet werden.
Sie erhalten eine längerfristige Entwicklungsperspektive außerhalb der engen Zeitbegrenzung des EEG. Somit bleibt die Wertschöpfung in den Betrieben und in der Region erhalten und mindert die Preisrisiken im Lebensmittelbereich ab.
Gleichzeitig wird auf diese Weise die Wirtschaftsdüngervergärung erhalten und die damit verbundene, besonders hohe Treibhausgaseinsparung möglich.
Die längerfristige Betriebsperspektive eröffnet Möglichkeiten für regionale und von den Kunden gewünschte Anbauoptionen wie mehrjährige Blühpflanzen, die nur bei technischen Anpassungen der Anlage gut und dann längerfristig wirtschaftlich verwertbar sind.
Die Abnehmer machen sich unabhängig von der CO₂-Abgabe, die Erdgas jedes Jahr verteuert. Zudem erhalten sie eine klimaschonende Energiequelle, was vor allem für Gewerbe und Industrie immer wichtiger wird.
Untersuchung an existierender Biogasanlage
Die Projektpartner haben in dem Projekt u.a. untersucht, zu welchem Preis sich das teilaufbereitete Biogas erzeugen lässt und ob es eine wirtschaftliche Alternative zu Erdgas ist. Als erstes Ergebnis konnten sie ein Biogasgestehungspreis von 8,15 ct/kWh (Heizwert, Hi) für eine entsprechend umgerüstete Standard-Biogasanlage der 500 kW-Klasse ermitteln.
Die untersuchte Biogasanlage wurde von der MT Energie GmbH im Jahr 2010/2011 errichtet und besteht aus einem Fermenter und einem Nachgärbehälter mit je 2.100 m³ Faulraumvolumen, einem Endsubstratlager mit ca. 5.150 m³ Lagervolumen sowie einem weiteren, im Jahr 2019 errichteten Endsubstratlager mit 6.900 m³ Lagervolumen.
Alle Behälter sind mit Doppelmembrangasspeichern gasdicht abgedeckt. Die Erwärmung des Substrates erfolgt über innenliegende Heizleitungen im Fermenter und im Nachgärer. Der Feststoffeintrag erfolgt mittels eines Schubbodens und eines Schneckeneintragssystems, wobei am Schneckenkopf der Stopfschnecke Fermenterflüssigkeit mit einer Pumpe beigemischt wird, um den Stoffeintrag zu verbessern.
Zwei mit RME (Raps-Methylester, Biodiesel) stützgefeuerte Zündstrahlmotoren mit einer elektrischen Leistung von je 265 kW (elektrisch) verstromen das entstehende Biogas direkt vor Ort. Ein drittes Modul gleicher Baureihe wird über eine Roh-Biogasversorgungsleitung als Satelliten-BHKW an einem ca. 1 km entfernten Schweinemastbetrieb versorgt.
Gas lässt sich für etwa 8 ct/kWh erzeugen
Für die Biogasanlage ermittelten die Projektpartner einen Biogasgestehungspreis von 6,96 ct/kWh (Hi). Der Durchleitungspreis in einem nachgeschalteten Mikrogasnetzt wurde mit ca. 0,92 ct/kWh (Hi) für ein Leitungsnetz von ca. 5 km Länge bestimmt. Darin eingeschlossen sind auch die Investitionskosten für die Leitung. Bei geringerer Entfernung zu relevanten Verbrauchern sind auch geringere Kosten von 0,6 bis 0,7 ct/kWh (Hi) möglich.
Teilweise günstiger als Erdgas
Die untersuchte Praxis-Biogasanlage kann also das teilaufbereitete Gas für insgesamt 7,88 ct/kWh (Hi) bis zu den Abnehmern leiten. „Die Kosten liegen ohne Berücksichtigung von Abrechnungskosten derzeit schon unter dem ermittelten Preis von fossilem Erdgas für Haushaltskunden in einer Kleinstadt, der bei 8,3 Ct/kWh (Hi) liegt“, bewertet Projektmitarbeiter Dr. Walter Stinner vom DBFZ dieses Ergebnis. Der Preisabstand von derzeit noch 3 ct/kWh gegenüber fossilem Erdgas für einen Gewerbekunden (4,8 Ct/kWh) in der gleichen Kleinstadt bei Abnahme von 850.000 kWh vermindert sich seiner Berechnung nach mit der nächsten Stufe der CO₂-Abgabe um gut 0,5 Ct/kWh. Verflüssigtes, importiertes Erdgas aus Frackinganlagen (LNG) dürfte seiner Schätzung mindestens einen weiteren Cent teurer sein. Damit wäre das Biogas für die Abnehmer also eine Alternative, die auch für Gewerbekunden lediglich um 1,5 ct/kWh über dem Preis von fossilem Erdgas liegt.
