Wärmenutzung aus Biogasanlagen – ein Leitfaden

Bei der Vor-Ort-Verstromung von Biogas ist es nicht nur sinnvoll, die dabei entstehende Wärme zu nutzen – nein, von einem effizienten Wärmekonzept wird in Kürze vielleicht sogar der Fortbestand so mancher Anlage abhängen. Denn Sie als Betreiber sind in Zukunft mehr denn je auf Zusatzerlöse angewiesen.

Mit diesem Beitrag wollen wir Ihnen einen Leitfaden an die Hand geben, wie Sie in drei Schritten Ihre bisherige Wärmenutzung analysieren und Optimierungspotenzial erkennen. Außerdem machen wir Sie auf die wichtigsten Aspekte aufmerksam, die Sie bei der Planung einer verbesserten Wärmenutzung Ihrer Anlage beachten sollten.

Schritt 1: Prüfen Sie die Wärmenutzung intern

Wie nutzen Sie derzeit die von Ihrer Anlage produzierte Wärme? Bei vielen Anlagen wird die erzeugte Wärme zum Teil für den Biogaserzeugungsprozess selbst verwendet, der große Rest verpufft allerdings oft noch ungenutzt. Schade, denn im Schnitt ist eine Kilowattstunde Wärme aus Ihrer Biogasanlage 2,6 Cent wert. Das bedeutet: Gerade im Betrieb selbst könnten Sie die Wärmenutzung optimieren. Sie können die Wärme direkt nutzen, indem Sie den Fermenter beheizen oder mit der erzeugten Wärme Gebäude und Stallungen versorgen.

Zusätzliche Trocknungsanwendungen wie etwa Gärresttrocknung, Hackschnitzel, Pellets oder Getreide bieten großes Potenzial! Diese schaffen neue Wärmesenken und besitzen auch in den Sommermonaten einen Wärmebedarf. Daneben wären auch Kühlungsanwendungen wie Kälteabsorptionsmaschinen eine Option, mit denen sich Gebäude oder Kühllager klimatisieren lassen. Die Möglichkeiten der Nachverstromung beispielsweise mittels einer ORC-Anlage oder einen Dampfmotor sind dagegen aufgrund sinkender Einspeisevergütungen nach der EEG-Phase in ihrer Attraktivität geschmälert.

Schritt 2: Prüfen Sie die Wärmenutzung extern

Als Nächstes sollten Sie die Möglichkeit ausloten, die Wärme auszukoppeln und über ein Wärmenetz zu verkaufen. Prüfen Sie in Frage kommende Wärmeabnehmer in der Umgebung – optimal sind etwa Schwimmbäder, Gewächshäuser, Aquakulturen, Molkereien, Wohngebiete mit dichter Bebauung, kommunale Einrichtungen und Gewerbegebiete. Wichtig zu beachten ist die Wärmedichte, die über 500 kWhth pro Jahr und Trassenmeter betragen sollte, denn erst ab 500 kWhth wird beispielsweise die KfW Förderung „Erneuerbare Energien Premium“ gezahlt, die die Finanzierung überhaupt erst wirtschaftlich machen. Außerdem kommt es auf den saisonalen Wärmebedarf dieser Abnehmer an – die Biogasanlage sollte die Wärmegrundlast bereitstellen können. Wichtig wäre auch die Installation eines Pufferspeichers, um eine zeitliche Entkoppelung zu erreichen oder um bei flexibler Fahrweise Wärme speichern beziehungsweise liefern zu können. Pro Trassenmeter sollten Sie mit bis zu 250 Euro an Investitionskosten rechnen, in Anlehnung an das Marktniveau und die Steigerung anhand eines Index können Sie mit einem Arbeitspreis von 6-8 Ct./kWhth und einem Grundpreis von 400 bis 500 Euro rechnen.

Ermitteln und nutzen Sie schließlich eventuelle Synergien: Inwieweit ist die Kommune an der Nutzung Ihrer Wärme interessiert? Lässt sich die Planung und/oder die Errichtung eines Wärmenetzes mithilfe von Dritten erstellen, Stichwort Contracting oder Bürgerbeteiligungen? Oder lässt sich vielleicht auch das regionale Energieversorgungsunternehmen mit einbinden, um mögliche Konflikte etwa mit dessen Gasverkauf zu vermeiden?

Schritt 3: Überlegen Sie alternative Konzepte

Wenn die interne Nutzung der Wärme ausgereizt ist und externe Möglichkeiten nicht realisierbar sind, gibt es dennoch Ideen, wie Sie Ihre Wärme verwerten können. Sie planen möglicherweise Investitionen in ein neues BHKW? Dann hinterfragen Sie doch dessen Standort – kann dieser vielleicht mittels eines Satelliten-BHKWs in ein Gebiet mit geeigneter Wärmedichte verlegt werden? Oder wäre eine Investition in eine Biomethanaufbereitungsanlage machbar, um das aufbereitete Biogas ins Erdgasnetz einzuspeisen? In beiden Fällen müssen Sie allerdings die Heizung des Fermenters sicherstellen.
Wenn Sie nach dieser Analyse darangehen, ganz konkret die Wärmenutzung Ihrer Anlage zu verbessern, haben wir für Sie eine Reihe von Fragen und Aspekten zusammengetragen, die es zu beantworten gilt, um ein Projekt erfolgreich abzuschließen:

• Das Hauptziel Ihrer Investition
  Zuerst gilt es zu analysieren, welche Modernisierungen beziehungsweise Investitionen Sie genau planen und benötigen. Ist es die Erweiterung der Wärmeanwendung? Ist eine Flexibilisierung mit zusätzlicher BHKW-Leistung, Gas- und Pufferspeicher geplant? Oder wollen Sie nur einzelne Komponenten austauschen wie etwa ein BHKW? Müssen Sie den Fermenter erweitern?
• Gesetzliche Aspekte
  Prüfen Sie, welche relevanten Regelungen Sie beachten müssen. Dies betrifft vor allem die Gesetze für erneuerbare Energien und Biogas, die Vorschriften für Gasspeicherungskapazitäten und Stabilisierung des Stromnetzes, die Regelungen des Flächenschutzes und der -klassifikation, die Vorschriften für Anlagensicherheit und Genehmigungsverfahren sowie die Grundlagen zu verschiedenen Fördermöglichkeiten und -instrumenten (beispielsweise KWK-Gesetz, Marktanreizprogramm und KfW-Förderung, Landesprogramme der Bundesländer, europäischer Fond für regionale Entwicklung).
• Standortspezifische Aspekte
  Inwieweit ist Platz für zusätzliche Installationen am aktuellen Standort? Wie sind die Eigentumsverhältnisse? Beachten Sie unbedingt Flächennutzung und Flächenschutz!
• Relevante technische Aspekte
  Brauchen Sie zusätzliche Gas- und Pufferspeicher-Kapazitäten oder reichen die bestehenden Speicher – falls vorhanden – aus? Werden Sie weitere BHKW-Leistung installieren? Ist zusätzliche Wärmeleistung durch Spitzenlastenkessel nötig? Wichtig ist, die Standzeiten, Lebensdauer und den Wartungsbedarf der einzelnen Komponenten zu berücksichtigen und diese auch kontinuierlich zu überwachen.
• Finanzielle Aspekte
  Machen Sie eine Aufstellung über die zu erwartenden Erlöse – Strom-, Wärme- und gegebenenfalls auch Kältepreise sowie Mehrerlöse durch weitere Dienste wie etwa Trocknungsanwendungen gehören dazu. Kalkulieren Sie, welche Kosten durch die Investition auf Sie zukommen: Kosten für die einzelnen Komponenten, für Installation und zusätzliche Arbeiten, Zinssätze sowie Betriebs- und Wartungskosten. Dazu müssen Sie die Amortisationszeiten miteinbeziehen, das Verhältnis von Eigenkapital und Schulden sowie die Fördermöglichkeiten und -instrumente.
  Sind alle Zahlen zusammengestellt, lässt sich die geplante Investition mit einer geeigneten Investitionsrechnungsmethode bewerten.
• Vertragliche Aspekte
  Klopfen Sie ab, welche neuen vertraglichen Aspekte mit anderen Geschäftspartnern sich aus der Erweiterung ergeben. Zu prüfen sind unter anderem Strom- und Wärmeversorgungsverträge, die restliche Laufzeit der Einspeisevergütung und die Frage, ob es eine Garantie der Versorgung geben wird oder lediglich die Grundlastversorgung. Wie steht es um die Akzeptanz in der Nachbarschaft? Sind die Abnehmer Privat- oder Geschäftskunden? Inwieweit lassen sich Investoren in das Projekt einbinden, etwa Energieversorgungsunternehmen, Genossenschaften oder ein Contractor? Inwieweit ist es sinnvoll, Experten in das Projekt einzubinden? Gerade bei steigender Komplexität eines Vorhabens kann es durchaus hilfreich sein, solche Expertenhilfe in Form von kompetenten Planern in Anspruch zu nehmen, die Ihnen bei allen Fragen rund um die zukünftige Erweiterung und den eventuell auf Sie zukommenden erhöhten Arbeitsbedarf zur Seite stehen.

Es gibt also eine Menge an Punkten, die Sie rund um die Nutzung der von Ihrer Anlage produzierten Wärme bedenken sollten. Grundsätzlich sind wir der Meinung, dass Strom aus Biogas in Zukunft nur marktfähig sein wird, wenn er mit entsprechender Wärmenutzung erzeugt wird. Dazu kommt der Umweltaspekt: Der Anteil Erneuerbarer Energien am Wärmemarkt stagniert schon seit Jahren bei rund 14 %. Um aber die Klimaziele zu erreichen, muss sich das Ausbautempo Erneuerbarer Wärme deutlich erhöhen. Gerade Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen können (und müssen!) einen wichtigen Teil dazu beitragen. Es führt also über kurz oder lang kein Weg daran vorbei, die bestmögliche Wärmenutzung bei Ihrer Anlage umzusetzen!

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