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Repoweringmaßnahmen untersucht

Biogas-Repowering: Wärmenutzung und Steigerung der Gasausbeute sinnvoll

Biogasspeicher, Biogasanlage, Biomethananlage
© Ökobit GmbH
von , am
26.06.2017

Beim Biogas-Repowering sind vor allem der Ausbau der Wärmenutzung und Maßnahmen zur Steigerung der Gasausbeute sinnvoll. Sie erhöhen Energieeffizienz und Leistung.

Ein Forschungsprojekt des Deutschen  Biomasseforschungszentrums (DBFZ) kam unlängst zu dem Ergebnis, das bei Repoweringmaßnahmen an Biogasanlagen der Ausbau der Wärmenutzung ein großes Potenzial beinhalte, ebenso wie Maßnahmen zur Steigerung der Gasausbeute.

Im Zuge seiner Untersuchungen befragte das DBFZ 866 Biogasanlagenbetreiber, von denen rund ein Viertel Auskunft über die genauen Maßnahmen, ihre individuellen Anlagenkonzepte und Beweggründe sowie die Art und Weise der Durchführung gaben und den Erfolg ihrer Repoweringmaßnahmen im Hinblick auf Wirtschaftlichkeit, Effizienzsteigerung und Emissionsminderung einschätzten. Der Begriff Repowering beschreibt jede biologische, organisatorische, technische oder betriebliche Änderung, die an einer bestehenden Anlage mit dem Ziel durchgeführt wird, den Energieverbrauch zu senken, bzw. die Energieausbeute zu erhöhen.

Die häuftigsten Repoweringmaßnahmen

Das Durchschnittsalter der ausgewerteten Biogasanlagen betrug 7,5 Jahre. In diesem Zeitraum wurden im Schnitt 3,5 Repoweringmaßnahmen pro Anlage durchgeführt. Der Ausbau der Wärmenutzung und die Leistungserhöhung der Blockheizkraftwerke (BHKW) stellen mit jeweils mehr als 70 % die am häufigsten umgesetzten Umbaumaßnahmen dar, gefolgt durch den Ersatz von Alt-BHKW mit ca. 41 %. Die gasdichte Abdeckung von Gärrestlagern sowie die Erhöhung der Fermentervolumina wurden jeweils von rund 35 %, ein Substratwechsel von etwa 28 % der Betreiber realisiert. Seltener erfolgten die Implementierung von Satelliten-BHKW, eine Substrataufbereitung und die Nachrüstung von Wärmespeichern.

Effizienzsteigerung und ökonomische Vorteile durch Repowering

Vom ökonomischen Standpunkt aus wurde ein Großteil der Maßnahmen als positiv (78 %) bewertet. Ähnlich beurteilten die Betreiber die Maßnahmen zur Effizienzsteigerung. Die Erfolgseinschätzung in Bezug auf die Emissionsminderung fiel den Betreibern auffallend schwer, rund 40 % konnten hierzu keine Angabe machen. Im Mittel bewerteten 34 % die Repoweringmaßnahmen positiv im Hinblick auf die Emissionsminderung, 24 % der Biogasanlagenbetreiber sahen keinen Einfluss.
Die am häufigsten genannten Gründe für die Durchführung von Repoweringmaßnahmen waren die Steigerung des Wirkungsgrades und die Akzeptanz in der Bevölkerung sowie die Verbesserung der Substratausnutzung.

Energetische Bilanzierung anhand von zehn Biogasanlagen

Für die energetische Bilanzierung wurden zehn Biogasanlagen ausgewählt, beschrieben und ausgewertet. Um die energetische Einschätzung vorzunehmen, bestimmten die Forscher den Brutto- und Nettoenergieertrag sowie den mittleren Brennstoffausnutzungsgrad der modernisierten im Vergleich zur Altanlage. Es zeigte sich, dass Repoweringmaßnahmen positive Auswirkungen auf die Energieeffizienz haben können. Im Allgemeinen bietet der Ausbau der Wärmenutzung großes Potenzial, ebenso wie die Maßnahmen zur Steigerung der Gasausbeute. Bei unvollständiger Nutzwärmeauskoppelung ist aus energetischer Sicht eine Verminderung des Substrateinsatzes bis hin zur Übereinstimmung der Energieproduktion mit der jahreszeitlich variierenden Abnahme sinnvoll. Ein alleiniger BHKW-Wechsel zeigt hingegen keinen Einfluss auf die Gesamtenergiebilanz: Hier geht eine Erhöhung des elektrischen Wirkungsgrades zumeist mit einer Verminderung des thermischen Wirkungsgrades einher.

Das Vorhaben wurde vom BMEL über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert. Der Abschlussbericht kann auf www.fnr.de unter dem Förderkennzeichen 22400912 eingesehen werden.

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