Biogas kann mehr als Strom

Biogas kann mehr als Strom

Die Biogaserzeugung ist prim√§r auf die Produktion und den Verkauf von Strom ausgerichtet, jedoch wird aus dem Energietr√§ger Biogas bei der Verbrennung zur Stromerzeugung in erheblichem Umfang auch W√§rme erzeugt. Die thermischen Wirkungsgrade der eingesetzten Motoren √ľbersteigen in der Regel sogar die elektrischen Wirkungsgrade, das hei√üt es wird mehr W√§rmeenergie bei der Verstromung des Biogases erzeugt als Strom. Je nach Anlage wird bis zu 30 % der W√§rme ben√∂tigt, um den mikrobiellen Prozess der Biogasgewinnung in den Fermentern in Gang zu halten. Der Rest geht, sofern keine Verwendung f√ľr die anfallende W√§rme besteht, ungenutzt verloren.

Zwar basieren die Erl√∂se aus einer Biogasanlage zum allergr√∂√üten Teil auf den hohen staatlich festgesetzten Einspeiseverg√ľtungen f√ľr Strom, dennoch stellt W√§rme ein wertvolles Nebenprodukt dar, welches es gewinnbringend zu nutzen gilt. Auch f√ľr Biogaserzeuger im √Ėkolandbau stehen starke wirtschaftliche Anreize und betriebliche Vorteile beim Bau einer Biogasanlage im Vordergrund. Dar√ľber hinaus spielen aber h√§ufig auch Umwelt- bzw. Klimaschutzgedanken sowie ideelle Gr√ľnde, zum Beispiel eine st√§rkere Energieautonomie, eine Rolle. Gerade unter diesen Gesichtspunkten sollte jede Biogasanlage √ľber ein umfassendes W√§rmenutzungskonzept verf√ľgen. Hier haben nach Untersuchungen der Universit√§t Kassel-Witzenhausen √∂kologisch wirtschaftende Biogaserzeuger die Nase vorn.

√Ėkobetriebe nutzen ihre Abw√§rme besser

Der Abw√§rmenutzungsgrad der Biogasanlagen auf √Ėkobetrieben schwankt mit der Gr√∂√üe der Anlage. Bei kleinen Anlagen bis 50 Kilowatt (kW) installierter elektrischer Leistung liegt die durchschnittlich genutzte W√§rmemenge laut Anlagenbetreibern bei etwa 60 Prozent (ohne Fermenterheizung). Anlagen √ľber 150 kWel haben einen bedeutend h√∂heren W√§rmeanfall, k√∂nnen aber nach Aussagen der Betreiber im Durchschnitt immer noch zwischen 40 und 50 Prozent der Abw√§rme nutzen (ohne Fermenterheizung). Damit sind √Ėkobetriebe vergleichsweise erfolgreich bei der Nutzung der W√§rme. Nur ca. zwei Prozent der untersuchten Bio-Biogasanlagen verf√ľgen neben der Fermenterheizung √ľber keinerlei zus√§tzliche Abw√§rmenutzung. Bei konventionellen Biogasanlagen kann man von einem durchschnittlichen W√§rmenutzungsgrad von lediglich 20 bis 30 Prozent ausgehen. Knapp zehn Prozent der konventionellen Betreiber nutzen Abw√§rme ausschlie√ülich f√ľr Prozessw√§rme in der Biogasanlage.

Eine vollst√§ndige Abw√§rmenutzung gestaltet sich meist schwierig, da der Hauptw√§rmebedarf (zum Beispiel in Wohngeb√§uden) in die Wintermonate f√§llt, das gr√∂√üte W√§rmeangebot aus der Biogasverstromung jedoch im Sommer besteht. Da √Ėkobetriebe oft vielf√§ltige Produktionsstrukturen mit unterschiedlichen Betriebszweigen aufweisen, haben sie h√§ufig auch vielf√§ltige M√∂glichkeiten der Abw√§rmenutzung. Neben der Heizung von Wohngeb√§uden wird die W√§rme auch im Unterglasanbau, in der Tierhaltung, in der hofeigenen Verarbeitung - zum Beispiel in K√§sereien und B√§ckereien - sowie zur Trocknung von Druschfr√ľchten, Gr√ľngut, Hackschnitzeln und vielem mehr eingesetzt. Erste Beispiele gibt es auch im Bereich der Milch- und Lagerk√ľhlung mit Abw√§rmeenergie, durch sogenannte Sorptionsk√§ltemaschinen. Die L√∂sung der Abw√§rmespeicherung in sogenannten Latentw√§rmespeichern k√∂nnte in Zukunft Praxistauglichkeit erlangen, befindet sich aber derzeit noch im Forschungs- und Pilotstadium.

Abwärme wird vor allem auf dem Hof gebraucht

Auf √Ėkobetrieben wird die Abw√§rme aus der Biogasanlage vor allem innerbetrieblich genutzt. Die vielf√§ltigen Betriebszweige lassen eine saisonal sinnvolle Kombination von W√§rmenutzungspfaden und damit einen hohen Grad an W√§rmenutzung zu. Au√üerdem sind bei den in der Mehrheit relativ kleindimensionierten Bio-Biogasanlagen durch die Heizenergie- und Warmwasserbereitstellung f√ľr Wohn- und Betriebsgeb√§ude allein schon hohe Abw√§rmenutzungsgrade zu erreichen. Dennoch wurden in den vergangenen Jahren fast 20 Prozent der genutzten W√§rme an externe Abnehmer verkauft. Gewerbe- und Industriebetriebe mit hohem W√§rmeenergiebedarf geh√∂ren ebenso zu den Kunden wie nahe gelegene Anwohner, die sich √ľber ein Nahw√§rmenetz von meist gr√∂√üeren Biogasanlagen versorgen lassen.

Das Abw√§rmenutzungskonzept f√ľr eine Biogasanlage ist in jedem Fall das Ergebnis vielf√§ltiger Faktoren und √úberlegungen. Die Lage des Betriebes, die Produktionsschwerpunkte und Betriebszweige, die N√§he potenzieller W√§rmeabnehmer, sowie die Gr√∂√üe der Biogasanlage lassen schlussendlich nur individuell angepasste L√∂sungen f√ľr eine m√∂glichst vollst√§ndige und sinnvolle Abw√§rmenutzung zu ‚Äď der Umwelt und der Wirtschaftlichkeit zuliebe.


Kontakt

Torsten Siegmeier und Benjamin Blumenstein
Universität Kassel
Fachbereich √Ėkologische Agrarwissenschaften,
Fachgebiet Betriebswirtschaft
Steinstrasse 19
37213 Witzenhausen
Tel.: 05542 98-1327
Fax: 055 42 98-1333
bwl@uni-kassel.de

Letzte Aktualisierung 10.02.2017

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Deckblatt der Brosch√ľre

Biogaserzeugung im ökologischen Landbau

Strukturen und Perspektiven

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