Musterbeispiel für eine gelungene BGA-Flexibilisierung

500 kW Biogasanlage perfekt für den zukünftigen Wettbewerb umgerüstet

Um für das Auslaufen seiner aktuellen EEG-Vergütung 2027 sowie zukünftige Ausschreibungsverfahren für die Einspeisevergütung gerüstet zu sein und gleichzeitig neue wirtschaftliche Optionen für seinen landwirtschaftlichen Betrieb zu erschließen, entschied sich Christian Glahn, Geschäftsführer der BioEnergie GbR Glahn Heilbachhof, für eine Flexibilisierung seiner 500 kW Biogasanlage. Die ÖKOBIT GmbH übernahm die Planung und Durchführung sämtlicher Umrüstungsschritte und sorgte dafür, dass das Projekt nach erteilter Genehmigung in nur drei Monaten erfolgreich realisiert werden konnte.

Christian Glahn führt in Zweibrücken (Rheinland-Pfalz) zusammen mit Vater Hartmut und dessen Bruder Dieter in fünfter Generation einen Schweinemastbetrieb mit 2.000 Mastplätzen. Zum Hof gehören unter anderem 20 ha Grünland und 250 ha Ackerland. Zwei Mitarbeiter beziehungsweise 1,5 Arbeitskräfte sind hier zusätzlich beschäftigt. 2007 hatte Glahn von ÖKOBIT eine Biogasanlage mit einer elektrischen Leistung von 500 kW auf dem Gelände errichten lassen. Seit ihrer Inbetriebnahme werden jährlich rund 9.000 Tonnen nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) und 3.000 Kubikmeter Schweinegülle in Biogas umgewandelt. Vor zwei Jahren entschloss sich Glahn, die Anlage wirtschaftlich noch intensiver zu nutzen:

„2016 standen wir vor der Entscheidung, wie wir uns mit der BGA im Speziellen und mit dem Gesamtbetrieb zukünftig aufstellen wollen. Die immer höheren Auflagen in der Fleischproduktion und die geringen Absatzpreise für Fleisch haben uns dazu bewogen, den Ausbau unserer Biogasanlage voranzutreiben.”,

erläutert der Land- und Energiewirt.

“Mit diesem zweiten Standbein konnten wir ein wirtschaftliches Gegengewicht zum schwankenden Fleischmarkt schaffen”

ergänzt er zufrieden.

Konkret entschied sich Glahn für die Flexibilisierung seiner 500 kW Anlage auf 2 MW installierte elektrische Leistung (4-fach Überbauung). Diese Maßnahme ermöglicht ihm nun eine so genannte Fahrplan-Betriebsweise. Unter anderem musste dafür das Gasspeicher- und Gasleitungssystem erweitert werden. Es erfolgte zudem die Umrüstung der beiden bestehenden Blockheizkraftwerke (BHKW) für den Flexibilisierungsbetrieb sowie die Anbindung der vorhandenen sowie eines zusätzlichen BHKW an einen neuen Warmwasser-Pufferspeicher.

Warum Flexibilisierung – und wie schnell kann sie umgesetzt werden?

Ein langfristiger Vorteil jeder BGA-Flexibilisierung besteht darin, dass durch die Produktion von Spitzenstrom zu Hochpreiszeiten höhere Verkaufserlöse an der Börse erzielt werden können. Mit entsprechender Überbauung haben Betreiber die Möglichkeit, ihre Biogasanlagen nach dem Auslaufen der ersten EEG-Förderperiode im Rahmen der dann folgenden Ausschreibungsverfahren wettbewerbsfähiger aufzustellen, indem sie einen besseren Strompreis anbieten können.

Für die Flexibilisierung der Bestandsanlage setzte Christian Glahn auf die bewährte Kooperation mit den Biogasexperten von ÖKOBIT. Die ÖKOConsult Umwelttechnik GmbH (ein Teil der ÖKOBIT-Gruppe) führte die Genehmigungsplanung durch, die ÖKOBIT GmbH übernahm die Beratung und Konzeption im Vorfeld sowie später die Durchführung sämtlicher Anlagenbauschritte. Mitte Juli 2017 erfolgte die Antragseinreichung, bereits viereinhalb Monate später, Anfang Dezember 2017, erging der Genehmigungsbescheid. Ab Mitte Februar 2017 konnte der Umbau in nur drei Monaten realisiert werden, weitestgehend während des laufenden Anlagenbetriebes um Stillstandszeiten so gering wie möglich zu halten.

Die Konzeptentwicklung beruhte auf der jahrelangen Erfahrung der ÖKOBIT GmbH als Anlagenbauerin und Anlagenbetreiberin. In den über 18 Jahren seines Bestehens hat das Unternehmen mehr als 200 Anlagen weltweit realisiert.

Die Nachrüstungsmaßnahmen im Einzelnen

Um eine Erhöhung des Gasspeichervolumens zu erzielen, erhielten der Fermenter und der  Nachgärer der BGA in Zweibrücken spezielle Tragluftdächer in Halbkugel-Form. Das aktiv regelbare Gasspeichervolumen der Anlage beträgt nun insgesamt rund 2.500 Kubikmeter. Die bestehenden Holz-Unterkonstruktionen von Fermenter und Nachgärer wurden durch Gewebegurt-Unterkonstruktionen mit einem effizienteren Entschwefelungsgewebe ersetzt. ÖKOBIT  installierte zusätzliche Gasdrucksensoren zur Messung der permanenten Betriebsdrücke im jeweiligen Behälter und passte das bestehende Stützluftsystem auf die vorgesehene flexible Fahrweise an. Das Herzstück der flexiblen Anlage bildet das neu angeschlossene 1,5 MW Jenbacher-Flex-BHKW in einem 15 Meter-Container einschließlich Gaskühlung und Gasreinigungsanlage.

Intelligente, flexible Anlagensteuerung dank ÖKOBIT SmartControl

ÖKOBIT führte auch die komplette Neuverkabelung sowie den Umbau der Steuerung auf das innovative Industrieprozessleitsystem “Smartcontrol” durch. Diese von ÖKOBIT eigenentwickelte Steuerungseinheit bietet die bewährten Funktionen Fütterungs- und Lastmanagment sowie zusätzlich ein „Flexmanagement“ für die flexible Fahrweise. Mit Hilfe dieses speziellen Steuerungsbausteins kann der Vermarkter seine Leistungsvorgabe direkt an die BHKW übermitteln. Die smarte ÖKOBIT-Steuerung sorgt dann dafür, dass sich die gesamte Anlage auf den vorgegebenen Leistungswert einstellt. Abhängig von der “Sollwertvorgabe BHKW” werden beispielsweise die Gebläse der Tragluftdächer über Frequenzumrichter angesteuert. Je höher die abgerufene BHKW-Leistung, desto mehr Stützluft wird in die Tragluftdächer gefördert, um die Gasabsaugung zu unterstützen und die Dachform stabil zu halten. Zusätzlich werden, je nach Gasfüllstand in den einzelnen Behältern, die Gebläse so gesteuert, dass ein Überströmen von einem vollen in einen leereren Behälter unterstützt wird.

Schließlich erhielt Christian Glahns Anlage noch einen 50 Kubikmeter Warmwasser-Pufferspeicher inklusive Druckhaltestation. Der Speicher dient dazu, die Biogasanlage, Stallungen, Werkstatt und zum Betrieb gehörige Wohnhäuser trotz der flexiblen Strom- und damit auch Wärmeproduktion kontinuierlich mit Wärme zu versorgen. Er ist ferner für den Anschluss an ein Nahwärmenetz, etwa zur Beheizung von weiter entfernten Wohnhäusern oder Industriebetrieben vorgerüstet.

Zuunftssicherer Neustart

Inzwischen ist der Nachweis der Flexibilisierungsfähigkeit der umgerüsteten Biogasanlage gegenüber dem Umweltgutachter erfolgt.

Die hohe Flexibilität der Anlage ist konkret an der bedarfsgerechten und preisoptimalen Stromproduktion der drei BHKW ablesbar. Der “Fahrplan” für die Biogasanlage der BioEnergie GbR Glahn Heilbachhof wird durch den tagesaktuell gehandelten Strompreis an der Börse und die Leistungsvorgabe des Vermarkters bestimmt, die auf einen optimalen Preis für den Erzeuger abzielt. Die Gesamtanlage ist so konzipiert, dass die drei Motoren in der Gasspeicherphase bis zu 9,5 Stunden ausgeschaltet bleiben können, um dann bei Bedarf etwa 2,5 Stunden für die Spitzenstromproduktion mit der komplett verfügbaren Leistung von 2 MW betrieben zu werden.

Christian Glahn ist mit dem Ergebnis der Umrüstung vollauf zufrieden:

„Wenn die Rahmenbedingungen passen, kann ich Energiewirten eine Flexibilisierung nur dringend empfehlen. Der Trend geht einfach zur Stromproduktion in die Zeitintervalle, wo der Bedarf am höchsten ist und der Strom somit am besten vermarktet werden kann.“,

meint er und fügt hinzu:

„ÖKOBIT, die Energieagentur Rheinland-Pfalz und mein Vermarkter haben mich im Vorfeld ausführlich beraten, so dass das Konzept, wie es in meinem Betrieb umgesetzt wurde, für mich am wirtschaftlichsten und auch für meine Bank finanzierbar war.“

Florian Pelzer, ÖKOBIT-Vertriebsleiter, ergänzt:

„Wir freuen uns, dass wir einmal mehr unsere Vorliebe für ausgeklügelte Lösungen mit hohem Innovationsgrad in das Projekt einbringen konnten.

Neben der Flexibilisierungsmöglichkeit bietet ÖKOBIT seinen Kunden übrigens noch zwei weitere Effizienzsteigerungsmöglichkeiten an, um die Substrateinsatzmengen und -kosten zu reduzieren.

“Durch den Einsatz unserer Suprajet-Technologie oder der Wasserstoffinjektion mittels unserer Hydrobox können Leistungssteigerungen bis zu 15 Prozent generiert werden. Mit diesen Technologien ist es für den Betreiber wesentlich einfacher, im Rahmen der Förderausschreibung den vorgeschriebenen Maisdeckel einzuhalten.”,

erläutert Pelzer.

ÖKOBIT setzt als innovative Anlagenbauschmiede den Schwerpunkt in der Konzeptentwicklung auf eine hohe Anlageneffizienz bei gleichzeitig vertretbaren Investitionskosten über den gesamten Lebenszyklus beziehungsweise über die Restlaufzeit der Biogasanlage. Der Fokus liegt dabei auf dem Einsatz hochwertiger und robuster Materialien wie Edelstahl, PE und PP.

Ein automatisch überwachter Anlagenbetrieb (via ABB Industrie Prozessleitsystem) mit proaktiver Betreiberunterstützung gehört zu den Standards des Unternehmens.

„2007 wurde meine Anlage von ÖKOBIT errichtet. Schon damals war ich begeistert von dem genau auf meinen Betrieb zugeschnittenen Vergärungskonzept, der Qualität des Engineerings und natürlich der Ausführung.“,

bekräftigt Christian Glahn noch einmal.

„Von daher war die Entscheidung schnell gefallen, dass ich unsere BGA von ÖKOBIT umrüsten lasse, zumal ich wusste, dass ich mich nicht in die Ausführungsdetails  einarbeiten musste, weil die ÖKOBIT-Jungs das Thema ‚Flexibilisierung‘ einfach draufhaben.“

ÖKOBIT-Vertriebsleiter Florian Pelzer empfiehlt seinen Kunden, sich bereits jetzt mit dem Thema Flexibilisierung zu beschäftigen, damit sie nach Auslaufen Ihrer Festvergütung bestens für den schärferen Wettbewerb gerüstet sind.