Wann sich Repowering bei Biogasanlagen lohnt

Leipzig – Ein Repowering von bestehenden Biogasanlagen kann für die Energiewende sinnvoll sein. In dem vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) geförderten Projekt „Repowering – Maßnahmen zur Effizienzsteigerung für den vorhandenen Anlagenbestand“ sind auf Basis einer umfassenden Datenanlyse von über 1.800 Biogasanlagen die Möglichkeiten zur Optimierung sowie die Kosten eines Repowerings zusammengetragen worden.

Ende 2015 erzeugten in Deutschland ungefähr 8.000 Biogasanlagen Strom und Wärme aus regenerativen Quellen. Dabei sind 20 Prozent der Anlagen älter als zehn Jahre, so das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen. Inzwischen ergeben sich neue Anforderungen durch die flexible Energiebereitstellung, die alte Bestandsanlagen ohne technische Nachrüstung nicht leisten können. Ein breites Angebot an neuen Technologien wie z. B. Gaseinspeisung stehen bereit, um die Effizienz der einzelnen Biogasanlage signifikant zu erhöhen.

Signifikante Verbesserungen der Biogasanlagen möglich

„Unsere Analysen bestätigen, dass es große Unterschiede in der technischen Ausgestaltung und Prozessführung der Biogasanlagen gibt und teilweise signifikante Verbesserungen und Ertragssteigerungen realisiert werden könnten“, erklärt Joachim Krassowski von Fraunhofer UMSICHT. Zusammen mit den Partnern der Bioreact GmbH, der gewitra mbH und der bonalytic GmbH wurden im Projekt „Repowering“ eine Strategie und Maßnahmen zur effizienteren Biogasgewinnung entwickelt. Ziel ist es, dass Bestandsanlagen zur Stromerzeugung auf Grundlage neuester Erkenntnisse und Technologien optimiert werden.

Großes Potenzial für Biogas-Repowering

Als Repowering-Maßnahmen wurden technische Optionen zur Weiterentwicklung des Biogasanlagenbestands identifiziert. Dazu gehören verfahrenstechnische und biologische Optimierungen, der Anlagenneubau, der Zusammenschluss einzelner Biogasanlagen sowie die Erweiterung bestehender Anlagen. Ebenso wurden verschiedene Gasverwertungskonzepte, wie die Vorortverstromung, die Gaseinspeisung und die direkte Nutzung von Biogas als Fahrzeugkraftstoff, betrachtet. Insgesamt haben die Wissenschaftler die Daten von 1.809 Biogasanlagen ausgewertet. Grundsätzlich zeigte sich, dass ein großes Potenzial für das Repowering und damit auch für eine bessere Integration in ein regeneratives Energiesystem besteht. Insbesondere die Vermeidung von Methanverlusten und eine Optimierung der Gärbiologie gelten dabei vorrangig als wirtschaftliche Maßnahmen.

Methan-Leckagen vermeiden, biologische Prozesse optimieren etc.

„Leckagen können nicht zwangsläufig über den Geruchssinn wahrgenommen werden. Regelmäßige Wartung durch Leckage- und Dichtheitsuntersuchungen verringert die Methan-Emissionen der Anlagen. Denn Gas, das nutzlos aus der Anlage entweicht, liefert keinen Strom und schadet dem Klima“, fasst Projektleiter Joachim Krassowski die erste und einfache Maßnahme im Repowering-Paket zusammen.

Die Forscher entwickelten ein Konzept zur enzymatischen Vorhydrolyse als mögliche Alternative zu kostenintensiven technisch-physikalischen Aufschlussverfahren für faserhaltige Substrate mit geringerem Energiebedarf. In der Praxis kann dieses Konzept in verfahrenstechnischer Hinsicht auf alle bestehenden, anaeroben Vergärungsverfahren aufgesetzt werden.

Ferner untersuchten die Forscher auch die Flexibilisierung der Biogasbeschickung. Mit dem Einsatz einer Hydrolysestufe kann ein Umstieg von einer überwiegend auf Maissilage basierenden Substratmischung zu vorwiegend Reststoffen ermöglicht werden.

Den höheren Kosten durch Nachrüstung an der Biogasanalage (z. B. durch zusätzliche Gasspeicher und BHKWs, Gaseinspeisung) stehen deutliche Vorteile bei der Anlagenflexibilität, der Energieeffizienz und beim Treibhausgasminderungspotenzial gegenüber, so ein weiteres Ergebnis der Untersuchung.

Flexibilität ist vor allem im Hinblick auf Wärmenutzungskonzepte das Gebot der Stunde. Mögliche Konzepte betreffen Nahwärmenetze, Satelliten-BHKWs aber auch ein Mikrogassystem, in dem das Biogas zum potenziellen Nutzer mittels Gasleitung transportiert wird.

Quelle: IWR Online

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