Verwertung von Wärmeüberschüssen bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen

[parcus]

Seit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahre 2004 hat es in
Deutschland  einen  erheblichen  Zuwachs  an  großen  landwirtschaftlichen  Biogasanlagen
gegeben. Ein neu eingeführter Stromvergütungsaufschlag ermöglicht es seitdem,  in gro-
ßem Stil nachwachsende Rohstoffe (NAWARO) als Gärmaterial einzusetzen, die auf ihre
Masse bezogen besonders hohe Gasausbeuten ermöglichen. Im Jahr 2005 lag die durch-
schnittliche Leistung einer neu installierten Anlage bei über 600 kWel
. Die installierten Mo-
tor-BHKW  erzeugen  eine mindestens  ebenso  hohe Wärmeleistung.  Zu  einem  geringen
Teil wird  diese Wärme  zur Erwärmung  des  Zugabematerials  und  der Aufrechterhaltung
der  Betriebstemperatur  des  Biogasfermenters  benötigt. Dieser  Anteil  ist  aufgrund  eines
günstigeren Oberflächen-Volumen-Verhältnisses  großer  Fermenter  und  durch  die  hohe
Energiedichte von NAWARO wesentlich geringer als bei den mit Gülle betriebenen Anla-
gen. Die Nutzung  für  die Beheizung  des  landwirtschaftlichen Betriebes,  die  sonst  noch
öfters vorkommt, ist zu unbedeutend, sodass ein großer Teil der Abwärme über Luftkühler
an die Umwelt abgegeben wird. Auch der gemäß EEG §8 Abs. 3 bestehende Anreiz eines
KWK-Bonus  konnte  nicht  verhindern,  dass  bislang  der  überwiegende  Teil  der  Biogas-
BHKW-Wärme ungenutzt bleibt. Der KWK-Bonus von 2 ct/kWhel
 wird analog zur externen
Wärmenutzung  für Anlagen, die nach dem 1.1.2004  in Betrieb genommen worden sind,
gewährt. Nur ein geringer Anteil der bestehenden Anlagen wurde an Stellen errichtet, an
denen gute Wärmeabsatzmöglichkeiten bestehen. 
Aufgrund dieser Feststellung wurde es als sinnvoll erachtet, die bestehenden Wärmenut-
zungsmöglichkeiten  systematisch  zu  untersuchen.  Eine  entsprechende  Untersuchung
wurde  gemeinsam  vom Bremer Energie  Institut  und  dem  Institut  für Umweltverfahrens-
technik  mit  finanzieller  Unterstützung  der  Fachagentur  Nachwachsende  Rohstoffe  von
Dezember 2005 bis Februar 2007 durchgeführt. Die darin gewonnenen Erkenntnisse sind
in dem hier vorgelegten Leitfaden eingeflossen. Er enthält Informationen zu den prinzipiell
heute realisierbaren Optionen, die Anlagenbetreibern und Planern eine Orientierung zum
Einstieg ermöglichen sollen. Im Fokus stehen abgeschieden angeordnete landwirtschaftli-
che Biogasanlagen (250 bis 2000 kWel
). Es handelt sich also um die Anlagen, für die die
Wärmenutzung bei der Festlegung des Standorts ursprünglich eine untergeordnete Rolle
spielte. Das  ist  sicherlich nicht der Fall,  falls eine der  folgenden Möglichkeiten erwogen
wird:
-  die Nutzung der erzeugten Wärme im Rahmen eines Nah-/Fernwärmenetzes oder 
-  die  Fortleitung  des  schwach  aufbereiteten  Biogases  mittels  eigener  Leitung  zu
Wärmegroßverbrauchern oder 
-  eine  intensive  Aufbereitung  zwecks  Einspeisung  des  erzeugten  Biomethans  in
Erdgasnetze.
Diese Optionen sind deshalb außerhalb der Betrachtungen geblieben. Ebenso sind Kon-
zepte ausgeklammert worden, die so anspruchsvoll sind, dass sie nicht ohne weiteres zu
einer  beliebigen  Biogasanlage  ergänzt werden  können  oder  deren  installierte  Produkti-
onskapazität bereits die bestehende Nachfrage abdeckt. Hierzu zählen beispielsweise die
Erzeugung
-  biologisch abbaubarer Kunststoffe,
-  von Einblasdämmstoff aus Gräsern,
-  von Hefe.
Im Mittelpunkt stehen Anhaltspunkte zur technischen und wirtschaftlichen Realisierbarkeit.
Dabei ist Wert darauf gelegt worden, die jeweilige Einschätzung mithilfe von Diagrammen,
Klassifikationen und Beispielrechnungen zu unterstützen. Aber  in Anbetracht der Vielfalt
der bestehenden Varianten und Randbedingungen stößt die Pauschalierung bei einigen
Optionen  sehr  schnell  auf Grenzen.  In  diesen  Fällen  wird  zumindest  eine Orientierung
dafür geboten, welche Betrachtungen  zur Schaffung  einer Einschätzungsbasis  erforder-
lich  sind  bzw.  welche  Aspekte  zur  Bewertung  im  konkreten  Fall  berücksichtigt  werden
müssen. 
Die Darstellungen zu den behandelten Optionen sind einem bestimmten Schema unter-
worfen worden, um sie besser untereinander vergleichbar zu machen. Trotz der kurz ge-
haltenen  textlichen Beschreibung besteht der Anspruch, möglichst viele Aspekte zu nen-
nen, die für die Planung und einen erfolgreichen Betrieb der jeweiligen Abwärmenutzung
von Nutzen sind. Aus diesem Grund wurde eine  tabellarische Darstellungsform gewählt.
In der linken Spalte werden erklärungsnotwendige Betrachtungspunkte erläutert, während
in der  rechten Spalte eine Einordnung der  jeweiligen Optionen  in  jeweilige Klassen  (In-
vest, Platzbedarf, Betreuungsaufwand etc.) enthalten ist, die eine grobe, dafür aber über-
sichtliche Beurteilungsbasis bietet. Dabei ergänzen sich die Angaben beider Spalten. 
Im  Folgenden  soll  darauf  eingegangen werden, warum  einige  der  in  der Untersuchung
behandelten  Optionen  nicht mit  in  den  Leitfaden  aufgenommen  wurden.  Anschließend
werden allgemein geltende rechtliche Gesichtspunkte dargelegt, die eng mit den Wärme-
nutzungsoptionen  verknüpft  sind.  Schließlich werden  die  grundsätzlich  erwägenswerten
Möglichkeiten, die für abgelegene Standorte geeignet sein könnten, nacheinander darge-
stellt.

Verwertung von Wärmeüberschüssen bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen (pdf, 3,4 MB)

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.