Biogas flexibel produziert
Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) und der Landesbetrieb Hessisches Landeslabor haben im Forschungsvorhaben „Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion (UBEDB)“ untersucht, wie sich die Biogasproduktion durch ein gezieltes Fütterungsmanagement mit verschiedenen, typisch landwirtschaftlichen Substraten flexibilisieren lässt. Die bedarfsgerechte Stromerzeugung sollte dabei ohne die sonst üblichen teuren technischen Änderungen erfolgen. Als Flexibilitätskriterium wurde eine Verstromungspause (Zeit ohne Gasbedarf trotz fortlaufender Biogasproduktion) von bis zu 60 Stunden angestrebt.
Auf Grundlage von theoretischen Verstromungsprofilen wurden - erst im Labor, dann in Praxisversuchen - die für eine entsprechende bedarfsorientierte Gasproduktion passende Substratauswahl und Substratzufuhr erforscht. Die Substratvarianten mit den vielversprechendsten Ergebnissen wurden anschließend an der Versuchsbiogasanlage auf dem Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld in die Praxis überführt. Dort konnte die flexible Biogasproduktion mit drei unterschiedlichen Substratvarianten über einen Zeitraum von 8 Monaten praktisch erprobt werden. In den Versuchen wurden Substratvarianten mit Rinderfestmist, Schweine- und Rindergülle, Maissilage, Getreideschrot, Zuckerrüben und Durchwachsender Silphie (siliert) berücksichtigt.
Sowohl im Laborversuch als auch in der praktischen Erprobung in der Versuchsbiogasanlage auf dem Eichhof zeigen sich, dass sich entsprechend des unterstellten Stromeinspeisefahrplans eine deutliche Einsparung der für die Überbrückungszeit erforderlichen Gasspeicherkapazität erzielen lässt. In den großtechnischen Versuchen konnte durch die Verschiebung der Gasproduktion in die BHKW-Betriebszeiten bis zu 50 % des Gasspeicherbedarfs gegenüber einem Betrieb mit kontinuierlicher Gasproduktion eingespart werden. Ein derart angepasstes Fütterungsmanagement könnte damit eine maßgebliche Investitionskosteneinsparung bei der Gasspeichererweiterung ermöglichen.
Die auf den Versuchsergebnissen aufbauende ökonomische Analyse zeigt, dass die Einsparung bei Gasspeicherkapazitäten (vermiedenen bzw. reduzierte Investitionskosten gegenüber einem Anlagenbetrieb mit gleicher Verstromungsflexibilität bei kontinuierlicher Gasproduktion) zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit führt. Zudem erlaubt die flexible Gasproduktion bei entsprechender Erhöhung der BHKW-Leistung auch eine flexible Stromerzeugung ohne Erweiterung des Gasspeichers. Am Beispiel einer 500kWel-Biogasanlage erzielte diese Flexibilisierungsvariante die höchste Annuität und wäre für Biogasanlagenbetreiber die attraktivste Option.
Den vollständigen Forschungsbericht und weitere Informationen zum Verbundprojekt „Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion (UBEDB)“ sowie den Kontakt zu den Projektleitern erhalten Sie über folgende Links:
Teilvorhaben 1: Versuchsdurchführung im Demonstrationsbetrieb und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
Teilvorhaben 2: Versuchsdurchführung im Labormaßstab
Landesbetrieb Hessisches Landeslabor - Fachgebiet IV.5.3 Erneuerbare Energien
Das Verbundvorhaben „Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion“ wurde vom deutschen Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aus dem Programm „Nachwachsende Rohstoffe“ finanziell gefördert und von der FNR als Projektträger des BMEL fachlich betreut.
Auf Grundlage von theoretischen Verstromungsprofilen wurden - erst im Labor, dann in Praxisversuchen - die für eine entsprechende bedarfsorientierte Gasproduktion passende Substratauswahl und Substratzufuhr erforscht. Die Substratvarianten mit den vielversprechendsten Ergebnissen wurden anschließend an der Versuchsbiogasanlage auf dem Landwirtschaftszentrum Eichhof in Bad Hersfeld in die Praxis überführt. Dort konnte die flexible Biogasproduktion mit drei unterschiedlichen Substratvarianten über einen Zeitraum von 8 Monaten praktisch erprobt werden. In den Versuchen wurden Substratvarianten mit Rinderfestmist, Schweine- und Rindergülle, Maissilage, Getreideschrot, Zuckerrüben und Durchwachsender Silphie (siliert) berücksichtigt.
Sowohl im Laborversuch als auch in der praktischen Erprobung in der Versuchsbiogasanlage auf dem Eichhof zeigen sich, dass sich entsprechend des unterstellten Stromeinspeisefahrplans eine deutliche Einsparung der für die Überbrückungszeit erforderlichen Gasspeicherkapazität erzielen lässt. In den großtechnischen Versuchen konnte durch die Verschiebung der Gasproduktion in die BHKW-Betriebszeiten bis zu 50 % des Gasspeicherbedarfs gegenüber einem Betrieb mit kontinuierlicher Gasproduktion eingespart werden. Ein derart angepasstes Fütterungsmanagement könnte damit eine maßgebliche Investitionskosteneinsparung bei der Gasspeichererweiterung ermöglichen.
Die auf den Versuchsergebnissen aufbauende ökonomische Analyse zeigt, dass die Einsparung bei Gasspeicherkapazitäten (vermiedenen bzw. reduzierte Investitionskosten gegenüber einem Anlagenbetrieb mit gleicher Verstromungsflexibilität bei kontinuierlicher Gasproduktion) zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit führt. Zudem erlaubt die flexible Gasproduktion bei entsprechender Erhöhung der BHKW-Leistung auch eine flexible Stromerzeugung ohne Erweiterung des Gasspeichers. Am Beispiel einer 500kWel-Biogasanlage erzielte diese Flexibilisierungsvariante die höchste Annuität und wäre für Biogasanlagenbetreiber die attraktivste Option.
Den vollständigen Forschungsbericht und weitere Informationen zum Verbundprojekt „Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion (UBEDB)“ sowie den Kontakt zu den Projektleitern erhalten Sie über folgende Links:
Teilvorhaben 1: Versuchsdurchführung im Demonstrationsbetrieb und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE)
Teilvorhaben 2: Versuchsdurchführung im Labormaßstab
Landesbetrieb Hessisches Landeslabor - Fachgebiet IV.5.3 Erneuerbare Energien
Das Verbundvorhaben „Upgrading von Bestandsbiogasanlagen hin zu flexiblen Energieerzeugern durch eine bedarfsorientierte Dynamisierung der Biogasproduktion“ wurde vom deutschen Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) aus dem Programm „Nachwachsende Rohstoffe“ finanziell gefördert und von der FNR als Projektträger des BMEL fachlich betreut.
