Optimierung von Biogasanlagen – Dauerhafte Perspektive für den Biogasbetrieb

Wenn Sie die Flexibilisierung planen, ist das der richtige Zeitpunkt, um gleichzeitig Ihre Bestandsanlage einer kompletten Prüfung zu unterziehen. Denn gerade bei Biogasanlagen, die drei Jahre oder länger in Betrieb sind, liegt sehr viel Potenzial zur Optimierung. Das wird oft unterschätzt.

Die „Biogas Effizienz Initiative“ will Landwirten dabei helfen, ihre Anlagen zu optimieren, indem die Informationsplattform konkret aufzeigt, wo sich Betriebskosten einsparen lassen und wie Erträge deutlich gesteigert werden können. Wir haben mit Jens Rückert vom Institut für Anlageneffizienz BIOGAS EcoTec über bewährte Maßnahmen gesprochen.

Energas: „Seit drei Jahren gibt es Ihre „Biogas Effizienz-Initiative“. Wo sehen Sie bei den Biogasanlagen Handlungsbedarf zur Optimierung?“

Rückert: „Aus den Auswertungen mit vielen anderen bundesweiten Biogas-Betreibern und Messwerten aus Biogasanlagen haben sich nach fünf bis zehn Jahren Betrieb bestimmte Systeme als effizient, langlebig und servicefreundlich herauskristallisiert. Zudem unterscheiden sich vergleichbaren Anlagen bei den Futtermengen und dem Eigenstromverbrauch. Hinter den sparsamen und wirtschaftlichsten Betrieben stehen sehr gute Systeme, bewährte technische und biologische Betriebslösungen, guter Service und vor allem eine vorbildliche Betriebsführung.

Viele Betreiber müssen nach einigen Jahren Anlagenbetrieb die richtige Auswahl für Ersatzinvestitionen, Großreparaturen und Erweiterungen treffen. Wer weiterhin von einer EEG-Förderung profitieren will, muss die Biogasanlage zudem flexibilisieren, an den Ausschreibungen teilnehmen und – wegen der niedrigen Vergütungshöhe bei der Ausschreibung – andere Wertschöpfungspotenziale heben. Ziel muss es sein, die Betriebskosten von derzeit 18 bis 22 Cent je kWh Strom auf unter 16 Cent zu reduzieren. Auch ich hatte mit Beginn des EEG angenommen einmal Anlage gebaut und dann einfach 20 Jahre betreiben. Dies ist jetzt aber anders verlaufen und alle Biogasbetreiber haben sich diesen Entscheidungen zu stellen.“

Energas: „Nach welchen Kriterien sollten Betreiber Investitionen planen?“

Rückert: „Diese sollten sie so gestalten, dass sie die Betriebskosten senken und den Ertrag erhöhen. Unsere Hauptkriterien für die Empfehlung von Systemen, Komponenten oder Betriebsweisen aus betrieblicher Sicht sind schnelles und servicefreundliches Handeln eines Systemanbieters (z.B. bei Havarie oder Maschinenbruch), robuster und langlebiger Betrieb einer Komponente bei minimalen Betriebskosten beziehungsweise maximalem Ertrag. Dabei sollten Betreiber auch auf Lösungen zurückgreifen, die sich in den letzten fünf bis zehn Jahren Anwendung betriebswirtschaftlich bewährt haben.“

Energas: „Wo setzen Sie bei der Optimierung von Biogasanlagen an?“

Rückert: „In allen Bereichen, die Betriebskosten verursachen oder Erträge erhöhen. Wir unterteilen das in die zwei Bereiche Gaserzeugung und Wertschöpfung in der Gas- und Gärrestnutzung.“

Energas: „Was hat sich bei der Fütterungstechnik bewährt?“

Rückert: „In den Biogasanlagen mit Flüssigfütterung mit oder ohne Hydrolyse haben wir die wirtschaftlichsten Ergebnisse ermittelt. Die Hydrolyse muss jedoch richtig betrieben sein. Dazu gehört eine Verweilzeit von ein bis zwei Tagen bei 20 bis 25 Grad Celsius und einer guten Durchmischung. Langfristige Einsparungen gehen mit der Rohstoffseite los. Viele Betreiber beschäftigen sich mit günstigeren Substraten wie Maisstroh, Getreidestroh, Gras, Rüben und Mist sowie anderen Nebenprodukten aus dem Agrarbereich. Aber Achtung: Nach unseren Auswertungen fressen große Zerkleinerer mit über 50 kW durch Stromkosten und Verschleiß oft die Kostenvorteile der Rohstoffe wieder auf. Daher empfehlen wir möglichst gehäckselte Ware oder mittlere Längen, die dann über eine Flüssigfütterung mit einem vorgeschalteten Nasszerkleinerer sehr gut aufgeschlossen werden. Gleichzeitig erfolgt hier auch eine Störstoffabscheidung.

Bei der Feststoffbeschickung können bis zu 6000 Euro jährlich eingespart werden. Und zwar allein im Stromverbrauch. Vertikalmischer auf Basis von Futtermischsystemen verbrauchen am meisten Strom, gefolgt von Schubbodensystemen. Sehr sparsam arbeiten Kratzkettenförderer.

Die größten wirtschaftlichen Verbesserungen werden im Zusammenspiel von mehreren biologisch-technischen und konzeptionellen Lösungen erzielt. So lässt sich beispielsweise der Eigenstrombedarf einer 500kW-Anlage um bis zu 70 000 Euro reduzieren. Wenn eine Anlage die Einbringtechnik umrüstet, um mehr Mist oder Ganzpflanzensilage einsetzen zu können, darf die Rührtechnik nicht zu höheren Stromkosten führen. Auch dürfen sich keine Schwimmschichten bilden.“

Energas: „Welche Optimierungen empfehlen Sie bei der Rührtechnik?“

Rückert: „Wir sehen einen Trend zum sicheren und sparsamen Betrieb. Schnellläufer mit über 200 U/min sind durch enorm hohe Strom- und Verschleißkosten nicht mehr ratsam. Tauchmotorrührwerke haben in den letzten Jahren die meisten Ausfälle verursacht, etwa über Seil- und Kabelrisse oder Propellerverschleiß. Mit der Umrüstung auf Langsamläufer als Propellerrührwerk reduzieren Betreiber ihre bisherigen Rührwerkskosten um etwa 50 Prozent. Nach längerem Auswertungszeitraum konnte eine Anlage mit 500 kW damit bis zu 66 000 Euro jährlich Stromkosten einsparen. Wir raten zu Langsamläufern mit außen liegendem Antrieb. Und zwar sowohl für Anmischgruben, Hydrolysen als auch für Fermenter und Nachgärer mit großen Leistungsreserven auch für Substrate mit hohem Trockensubstanzgehalt.“

Energas: „Was lässt sich bei der biologischen Optimierung tun?“

Rückert: „Der Bereich der biologischen Optimierung wird deutlich unterschätzt. Sicher auch deshalb, weil viele Betreiber schon alles Mögliche getestet haben. Mit Fermentationshilfsstoffen auf Pflanzenbasis (Alkaloid) lassen sich beispielsweise die Rührfähigkeit verbessern, der Stromverbrauch senken und oft auch der Substratverbrauch an Mais oder anderen Silagen senken.“

Energas: „Welche weiteren Schritte empfehlen Sie zur Optimierung von Biogasanlagen?“

Rückert: „Zur Kosteneinsparung sind auch kleine Schritte sinnvoll. So verlieren einige Anlagen durch zu langen Fackelbetrieb oder kleinste Undichtigkeiten zu viel Gas. Daher empfehlen wir etwa zweimal pro Jahr eine Gasleckagekontrolle mittels Gaskamera. Gleichzeitig sollte das Gasspeichermanagement optimiert werden.“

Energas: „Und wie können die Betreiber von Biogasanlagen ihre Erträge steigern?“

Rückert: „Hier gibt es eine ganze Reihe an Möglichkeiten wie etwa den Ausbau der Wärmenutzung. Diese liegt in vielen Biogasanlagen bei 25 bis 75 % Nutzungsgrad. Ein Ausbau ist beispielsweise mit dem Auf- oder Ausbau eines Wärmenetzes möglich oder dem Einstieg in die Lohntrocknung für Getreide, Ballen, Luzerne, Holz und auch Nebenprodukte. Anlagenbetreiber haben mit der Dienstleistung und dem zusätzlichen KWK-Bonus Mehrerlöse von 20 000 bis zu 100 000 Euro jährlich erzielt.

Auch kann der Betreiber sein BHKW gegen ein betriebsstabileres Modell tauschen oder auf den Flexbetrieb im Fahrplanbetrieb umstellen.

Allerdings setzt der Ausbau in die Flexibilisierung in den meisten Fällen die Vergrößerung des Gasspeichers und die Installation einer sehr sensiblen Füllstandsmessung voraus.

Die Überbauung tendiert meist zwischen 1,5-fach bis 3-fach. Durch weniger Betriebsstunden werden beispielsweise bei einer 3,1-fachen Überbauung bis zu 8000 Euro jährliche Wartungskosten eingespart. Zudem ist auch, gerade beim Einstieg in die Flexibilisierung, eine kontinuierliche enge Abstimmung zwischen Betreiber und BHKW-Service immer wichtiger. Hier überzeugt die Betreiber übrigens zunehmend eine Kombination vom Ur-Biogas-BHKW „Jenbacher“ mit einem „EPS-Service“ im Norden und „Energas-Service“ im Süden mit einer großen Ersatzteilvorhaltung.

Beim Flexbetrieb hat sich der Fahrplanbetrieb als ertragreichste Fahrweise gezeigt. Es wurden bereits schon bis zu 11 000 Euro monatliche Mehreinnahmen im Vergleich zum Dauervolllastbetrieb erzielt. Sie teilen sich auf in 9000 Euro aus der Flexprämie und 2000 Euro Umsatz aus dem Stromhandel.“

Energas: „Wie sollte ein Betreiber nach Ihrer Empfehlung bei der Optimierung seiner Biogasanlage vorgehen?“

Rückert: „Jeder Betreiber sollte zu Ersatzinvestitionen, Erweiterungen und Einsparungen ein eigenen Projekt machen und für Konzept, Planung, Genehmigung und Umsetzung anderthalb bis drei Jahre veranschlagen. Die größten betrieblichen Engpässe oder Kostenfresser sind als erstes zu beseitigen.“

Energas: „Können Sie einen Zukunftsausblick geben?“

Rückert: „Wir stellen mit www.biogaseffizienz.info Tipps und Vorgehensweisen vor, um die Anlagen wirtschaftlicher zu gestalten. Zusätzlich wird diese Plattform immer weiter ausgebaut, da wir ständig interessante Neuerungen zur Kosteneinsparung und Ertragssteigerung erfahren.

Mein Wunsch ist, dass Biogasanlagen dauerhaft zum festen Bestandteil der Energieversorgung in Deutschland werden. Die Chancen bestehen in der Regelenergie und der dezentralen Strom- und Wärmeversorgung. Einige Betriebe rüsten sich jetzt bereits für den Zeitraum 20++ und arbeiten ständig aktiv an der eigenen Optimierung und Kostenreduzierung beim Strom. Weiter so!“