2_2023 Leseprobe
Ausgabe 2_2023 des BIOGAS Journals, herausgegeben vom Fachverband Biogas e.V.
Ausgabe 2_2023 des BIOGAS Journals, herausgegeben vom Fachverband Biogas e.V.
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Fachverband Biogas e.V. | ZKZ 50073 | 26. Jahrgang<br />
www.biogas.org<br />
2_<strong>2023</strong><br />
Ab Seite 36<br />
TITELTHEMA<br />
Warme-<br />
Wende<br />
Bioenergiestedt<br />
Kreis Warmkirchen<br />
Fachverband Biogas e.V, Angerbrunnenstr. 12, 85356 Freising<br />
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EU-Emissionshandel –<br />
Reform steht 30<br />
Anlageneffizienz: kWh-<br />
Verbrauch optimieren 48<br />
Länderberichte: Serbien,<br />
Dänemark und Japan 90
Biogas Biogas Journal | | x_2022 2_<strong>2023</strong><br />
EDITORIAL<br />
Wärme aus<br />
Biogasanlagen<br />
ist gefragt!<br />
Liebe Leserinnen und Leser,<br />
vor genau einem Jahr habe ich an dieser Stelle geschrieben:<br />
„Energie aus Biogasanlagen ist gefragt!“.<br />
Dieser Satz beschreibt die aktuelle Situation in<br />
Deutschland nach wie vor sehr gut. Es ist zwar kein<br />
Blackout zu befürchten, aber wir leben nach wie vor<br />
in einer Energiemangellage. In der öffentlichen und<br />
politischen Diskussion dreht sich häufig viel um Gasund<br />
Strommärkte. Die Wärme wird (leider) häufig vernachlässigt.<br />
Die aktuelle Mangellage hat aber gezeigt, dass der<br />
Zugang zu bezahlbarer Wärme in der kalten Jahreszeit<br />
ein Grundbedürfnis ist, das es zu erfüllen gilt. Nicht<br />
umsonst hat der Staat auch im Wärmemarkt Maßnahmen<br />
ergriffen, um Bürger*innen und Industrie<br />
zu entlasten. Neben ermäßigten Steuersätzen wurde<br />
für Wärme unter anderem ein Preisdeckel eingeführt.<br />
Dieser soll verhindern, dass Abschlagszahlungen<br />
nicht geleistet werden können und Menschen frieren<br />
beziehungsweise Unternehmen ihre Produktion einstellen<br />
müssen.<br />
Angesichts des milden Winters hatten wir wohl Glück.<br />
Trotzdem waren und sind Wärmeverbraucher zu beneiden,<br />
die ihre Wärme von einer Biogasanlage bekommen:<br />
zuverlässig und preiswert (siehe Beitrag<br />
auf Seite 36). Beide Aspekte haben einen viel höheren<br />
Stellenwert bekommen als in den Jahren zuvor,<br />
als Energie nahezu unbegrenzt und vergleichsweise<br />
günstig zu beziehen war. Selten zuvor gab es so viele<br />
Anfragen hinsichtlich eines Anschlusses an bestehende<br />
Wärmenetze oder sogar den Neubau von Netzen<br />
wie in diesem Jahr. Insbesondere Industriebetriebe<br />
zeigten großes Interesse daran, eine Direktversorgung<br />
zu etablieren.<br />
Leider ist es wie so häufig in Deutschland: Viele Abnahmewillige<br />
von Bioenergie mussten erkennen, dass<br />
ein solcher Anschluss nicht immer so einfach und<br />
schnell umgesetzt werden kann wie gewünscht. Wie<br />
in anderen Bereichen der Energiewende verschleppen<br />
komplexe Genehmigungsprozesse den Ausbau.<br />
Die Verteuerung neuer Trassen war ebenfalls deutlich<br />
spürbar. Die nicht eindeutigen Signale Richtung Biogas<br />
tun ihr Übriges.<br />
Biogas(wärme) ist gefragt wie nie, dennoch stand die<br />
Branche angesichts der Pläne des Bundeswirtschaftsministeriums<br />
zur Strompreisbremse kurz vor dem Aus.<br />
Auch die angekündigte Nationale Biomassestrategie<br />
und kritische Aussagen aus dem Landwirtschaftsund<br />
Umweltministerium hinsichtlich der Nutzung von<br />
Biomasse führen nicht zu einem investitionsfreundlichen<br />
Klima für Anlagenbetreiber. Wer Wärmenetze<br />
plant und baut, möchte diese nicht nur ein paar Jahre,<br />
sondern langfristig betreiben. Ein klares Bekenntnis<br />
der Politik zur Bioenergie ist unerlässlich.<br />
Denn eines ist auch klar: Zu einer Energiewende<br />
gehört auch eine Wärmewende. Sich da allein auf<br />
Wärmepumpen und das Versprechen Wasserstoff zu<br />
verlassen, ist geradezu fahrlässig. Wie bei der Energiewende<br />
im Großen brauchen wir bei der Wärmewende<br />
einen gesunden Mix zur Verfügung stehender<br />
Alternativen.<br />
Wärme aus Biogasanlagen ist gefragt! Und das nicht<br />
nur aktuell, sondern auch perspektivisch. Gerade im<br />
ländlichen Raum, wo Alternativen rar gesät sind. Deshalb<br />
viel Spaß beim Lesen dieser Ausgabe, die die<br />
Wärme in den Fokus rückt.<br />
Herzlichst Ihr<br />
Dr. Stefan Rauh,<br />
Geschäftsführer des Fachverbandes Biogas e.V.<br />
3
INHALT<br />
Biogas Journal | 2_<strong>2023</strong><br />
EDITORIAL<br />
3 Wärme aus Biogasanlagen<br />
ist gefragt!<br />
Von Dr. Stefan Rauh<br />
Geschäftsführer des<br />
Fachverbandes Biogas e.V.<br />
AKTUELLES<br />
6 Meldungen<br />
8 Termine<br />
10 Biogas-Kids<br />
12 Biomethan aus Reststoffen hat<br />
noch eine Perspektive<br />
Von Thomas Gaul<br />
36<br />
16 Bio-LNG: Immer mehr Menge<br />
kommt in den Markt<br />
Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann<br />
22 Biomethanproduktion und CO 2<br />
-Nutzung<br />
zusammen denken<br />
Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann<br />
26 Ein ganz heißes Thema: Wärme<br />
aus Biogas<br />
POLITIK<br />
30 62 Prozent weniger CO 2<br />
-Zertifikate<br />
bis 2030<br />
Von Bernward Janzing<br />
34 Quo vadis Biogas – Gesetze und<br />
Verordnungen werden angepasst<br />
Von Jörg Schäfer<br />
PRAXIS<br />
TITELTHEMA<br />
Warmewende<br />
Umfrage<br />
36 Krisenwinter steigert die Wertigkeit<br />
von Biogaswärme<br />
Von Dr. Stefan Rauh<br />
40 Bestehende und neue Wärme lieferverträge<br />
auf dem rechtlichen Prüfstand<br />
– was geht, was geht nicht?<br />
Von Dr. Helmut Loibl<br />
44 Wärmeverkauf: Den richtigen<br />
Steuersatz wählen<br />
Von Daniel Scherf<br />
48 Kein Geld verschenken – Stromverbrauch<br />
optimieren<br />
Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann<br />
54 Züchtung für die Biogasfruchtfolgen<br />
von morgen<br />
Von Dipl.-Journ. Wolfgang Rudolph<br />
60 Blindleistung dezentral geregelt:<br />
Das Verteilnetz hält mehr Erneuerbare<br />
aus als gedacht<br />
Von Dipl.-Ing. Heinz Wraneschitz<br />
4
Biogas Journal | 2_<strong>2023</strong><br />
INHALT<br />
54<br />
TITELILLUSTRATION: BIGBENREKLAMEBUREAU I FOTOS: WWW.LANDPIXEL.DE, SAATZUCHT STRENG-ENGELEN, MARTIN EGBERT<br />
108<br />
INTERNATIONAL<br />
64 Anlagen in CO 2<br />
-Transportsystemen –<br />
das DVGW-Arbeitsblatt C 491<br />
Von Dr. Klaus Steiner und<br />
Andreas Schrader<br />
70 Anlagen des Monats Januar<br />
und Februar<br />
WISSENSCHAFT<br />
72 BO 2<br />
CCU heißt: Biogas verbrennen –<br />
nutzbar-reines CO 2<br />
abtrennen und<br />
industriell verwerten<br />
Von Dipl.-Ing. Heinz Wraneschitz<br />
76 Entwicklung und Test einer<br />
Methodik zur Langzeitmessung von<br />
Methanemissionen aus Gülle<br />
Von Britt Schumacher, Walter Stinner,<br />
Katrin Strach und Thomas Amon<br />
86 Der Fermenter als Mine<br />
Von Klaus Sieg<br />
Serbien<br />
90 Auf der Jagd nach dem<br />
richtigen Substrat<br />
Von Klaus Sieg<br />
Dänemark<br />
100 Biomethan wie Wind: Dänemark<br />
setzt auf Export<br />
Von Dipl.-Pol. Oliver Ristau<br />
Japan<br />
108 Milch, Mist und Wasserstoff<br />
Von Klaus Sieg<br />
VERBAND<br />
Aus der Geschäftsstelle<br />
118 Nachhaltigkeitsverordnung und Nabisy<br />
sorgten für Stress zum Jahresstart<br />
Von Dr. Stefan Rauh und<br />
Dipl.-Ing. agr. (FH) Manuel Maciejczyk<br />
122 Strommarktdesign: Flexibilität ist alles<br />
Von Dr. Simone Peter, BEE<br />
124 12. Erfahrungsaustausch der §29b<br />
BImSchG-Sachverständigen 2022<br />
Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Manuel Maciejczyk<br />
RECHT<br />
126 Veröffentlichung eines Votums<br />
zu Güllekleinanlagen<br />
Von Birthe Kaps<br />
PRODUKTNEWS<br />
128 Produktnews<br />
130 Impressum<br />
Beilagenhinweis:<br />
Das Biogas Journal<br />
enthält einen Beihefter<br />
der Firma agriKomp.<br />
5
PRAXIS<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Kein Geld verschenken –<br />
Stromverbrauch optimieren<br />
Viele Biogasanlagenbetreiber denken beim Thema Effizienz häufig nur an den Gärprozess<br />
und den Wirkungsgrad des Blockheizkraftwerkes. Dabei spielen zum Beispiel Pumpen und<br />
Rührwerke sowie der Netzbetreiber eine wichtige Rolle.<br />
Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann<br />
Von links: Biogasanlagenbetreiber<br />
Andreas<br />
Hansmeier, Christin<br />
Schmidt und Holger<br />
Roswandowicz von der<br />
HR Energiemanagement<br />
GmbH.<br />
Wer beispielsweise 4 Millionen Kilowattstunden<br />
Strom im Jahr produziert<br />
und einen Eigenstrombedarf<br />
beziehungsweise Bezugsstrombedarf<br />
von 8,5 Prozent hat, der kann<br />
durch Effizienzmaßnahmen jedes Jahr einen Kleinwagen<br />
einsparen. Was ist also zu tun? „Man ruft<br />
uns an und fragt um Rat. Am Anfang steht dann das<br />
sogenannte Energieaudit. Dazu begehen wir zuerst<br />
„Wir können sehr<br />
genau beurteilen, wie es den<br />
elektrischen Antrieben geht“<br />
Dipl.-Ing.<br />
Holger Roswandowicz<br />
die gesamte Biogasanlage, immer mit zwei Personen.<br />
Markus Holzhausen, unser technischer Leiter,<br />
betrachtet dabei die Prozesstechnik und ich schaue<br />
mir die Antriebstechnik an“, erklärt Holger Roswandowicz,<br />
Geschäftsführer und Gründer der HR Energiemanagement<br />
GmbH, die ihren Sitz im nordrheinwestfälischen<br />
Bünde im Kreis Herford hat.<br />
Das Energieaudit erfolgt nach DIN EN 16247. Durch<br />
das Energieaudit kann die Effizienz der Biogasanlage<br />
erhöht werden. Dabei bestehen gute Chancen,<br />
die Energiekosten zu reduzieren. Es werden<br />
Schwachstellen ermittelt und Einsparpotenziale<br />
aufgezeigt. Ein solches<br />
Audit kann vom Bundesamt<br />
für Ausfuhrkontrolle (Bafa) mit bis<br />
zu 6.000 Euro gefördert werden.<br />
„Mit unseren hochauflösenden<br />
Messgeräten erfassen wir die<br />
Anlage über einen Zeitraum von<br />
zwei Tagen. Dabei messen wir<br />
die Stromerzeugung und Einspeisung<br />
sowie die Verbräuche von zum<br />
Beispiel Pumpen, Rührwerken, Feststoffdosierern,<br />
Gärprodukttrocknern oder<br />
auch die Leistungsfähigkeit des Wärmenetzes“,<br />
skizziert Roswandowicz den Messaufwand. Bei der<br />
Netzanalyse werden bis zu 30 Netzanalyserekorder<br />
angeschlossen und später ausgewertet.<br />
„Wir analysieren die elektrischen Antriebe bis tief hinein<br />
in die Rührwerksschraube. Wir sehen die Rührleistung,<br />
die Schubleistung der Rührwerke. Wir können<br />
sehr genau beurteilen, wie es den elektrischen<br />
Antrieben geht“, führt der Diplom-Ingenieur Elektrotechnik<br />
weiter aus. Nach Absprache misst er auch<br />
am Trafo, wie viel Strom die Blockheizkraftwerke einspeisen.<br />
Die Messung dauert 24 Stunden. Danach<br />
wird analysiert, wie sich Wirkleistung, Blindleistung,<br />
Schieflast, Spannungsschwankungen und der Wirkleistungsfaktor<br />
Cos phi verhalten.<br />
Der Eigenstromverbrauch wird laut Christin Schmidt,<br />
stellvertretende Geschäftsführerin, ebenfalls für die<br />
Dauer von 24 Stunden gemessen. „Pumpen werden<br />
zum Beispiel nur fünf Minuten lang erfasst. Die las-<br />
FOTOS: MARTIN BENSMANN<br />
48
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
sen wir vor der Messung warmlaufen. Auf<br />
Wunsch schauen wir uns auch die Wärmeauskopplung<br />
an. Dabei geht es um<br />
die Durchflussmenge, die zu den Tischkühlern<br />
geht. In diesem Zusammenhang<br />
ist die Frage relevant, wann die Ventile<br />
schließen. Oder: Wurden die Wartungsintervalle<br />
bei den Platten- und Abgaswärmetauschern<br />
eingehalten?“, gibt<br />
Schmidt zu bedenken.<br />
Die gesammelten Daten werden in Listen<br />
erfasst und in den Zwischenbericht übertragen.<br />
Nach der Analyse findet zunächst<br />
ein Zwischenaudit mit dem Anlagenbetreiber<br />
statt, in dem die gesammelten Daten<br />
besprochen werden. „Darin klären wir<br />
offene Fragen. Das Gespräch zeichnen<br />
wir über Zoom auf, damit es später wieder<br />
angeschaut werden kann. Es dauert<br />
etwa eineinhalb Stunden. Im Anschluss<br />
nehmen wir gegebenenfalls Korrekturen<br />
in der Analyse vor“, erläutert Schmidt.<br />
Zu den häufigsten Problemlösungs-Maßnahmen<br />
durch den Auditierungsprozess<br />
gehört der Einbau von Frequenzumrichtern.<br />
„Es ist wirtschaftlich absolut sinnvoll,<br />
die vor fast jeden Elektromotor zu<br />
installieren. Die helfen, so viel Geld zu<br />
sparen“, betont Holger Roswandowicz.<br />
Darüber hinaus ist es in der Regel ratsam,<br />
Pumpen, Rührwerke und andere<br />
Apparate gegen neue, effizientere auszutauschen.<br />
Wichtig zu erwähnen ist, dass<br />
einige Effizienzmaßnahmen von der Bafa<br />
Henning Varnholt<br />
hat ein 50-kW-BHKW<br />
angeschafft, das mit<br />
Biogas betrieben und<br />
im Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz<br />
vergütet<br />
wird. Das Klein-BHKW<br />
soll künftig einen Teil<br />
des Eigenstrombedarfs<br />
bereitstellen.<br />
gefördert werden. Vor dem Tausch sollte<br />
die Bafa gefragt werden, ob die zu tauschenden<br />
Geräte förderfähig sind“, betont<br />
der Elektroingenieur.<br />
Virtuelle Differenzrechnung beim<br />
Strombezug verfälscht Realität<br />
Auf der Biogasanlage von der Hansmeier<br />
Biogas KG in Rietberg (NRW) gab es<br />
laut Roswandowicz folgende Situation:<br />
Die Anlage wurde mehrfach überbaut.<br />
Das heißt, ursprünglich waren ein Blockheizkraftwerk<br />
(BHKW) mit 1.063 Kilowatt<br />
(kW), eins mit 525 kW und eins<br />
mit 180 kW in Betrieb. Mit der Flexibilisierung<br />
wurden drei weitere BHKW<br />
hinzugebaut. Zwei INNIO Jenbacher<br />
420er und ein 412er Aggregat mit insgesamt<br />
rund 3.900 kW. „Im November<br />
2020 wurde das 180-kW-BHKW gegen<br />
ein inselbetriebfähiges 160-kW-BHKW<br />
ausgetauscht. Mit dem kleineren BHKW<br />
produzieren wir den Eigenstrombedarf<br />
der Anlage. Dieses wird als Dauerläufer<br />
betrieben, alle anderen BHKW laufen<br />
im Start-Stop-Betrieb“, erzählt Andreas<br />
Hansmeier.<br />
Seit dem 1. Januar 2021 wird die flexible<br />
Stromproduktion mit dem Händler SKVE<br />
in Regensburg vermarktet. „Der Netzbetreiber<br />
misst die Bezugstrommenge normalerweise<br />
an jeder Erzeugungsanlage<br />
und an jeder Netz-Übergabestelle. Im<br />
April 2021 waren wir das erste Mal<br />
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49<br />
| separieren
PRAXIS<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Henning Varnholt<br />
steuert seine<br />
Biogasanlage flexibel<br />
in Abhängigkeit von<br />
möglichst niedrigen<br />
Strombezugspreisen.<br />
auf der Anlage. Dabei haben wir festgestellt, dass das<br />
Messgerät für den Bezugsstrom fehlt. Es befindet<br />
sich eigentlich im Schaltschrank neben dem großen<br />
Trafo. Die übergeordnete Messstelle ist in einiger<br />
Entfernung zur Anlage am Netz-Übergabepunkt“,<br />
berichtet Holger Roswandowicz.<br />
Der Netzbetreiber müsse eigentlich eine Differenzmessung<br />
zwischen den Messpunkten machen. Das<br />
mache er aber nicht. Stattdessen mache er eine virtuelle<br />
Berechnung, die hier zu einer Differenz von 100<br />
kW führt. Der Wert sei so hoch, weil die Stromerzeugungsanlage<br />
so groß ist. Dabei sei bekannt, dass die<br />
Differenzbildung mit virtuellen Messpunkten stark<br />
fehlerbehaftet ist. Auf der Ebene des Niederspannungsnetzes<br />
rechne der Versorger mehr Stromverbrauch<br />
ab, als Hansmeiers Biogasanlage tatsächlich<br />
verbraucht. Das entspreche nicht dem Recht des<br />
Messwesens.<br />
Schiedsverfahren anstreben<br />
Rechtsanwalt Dr. Helmut Loibl von der Kanzlei Paluka<br />
Rechtsanwälte Loibl Specht PartmbB in Regensburg<br />
sagt zu der Problematik: „Eigentlich ist<br />
das keine EEG-Frage, weil es um Messrecht und das<br />
Messstellenbetriebsgesetz geht. Aber genau hierzu<br />
hat die Clearingstelle bereits in der Vergangenheit<br />
(siehe Votum 2021/25-VIII) Entscheidungen getroffen,<br />
so dass ich den Weg dorthin für den ‚richtigen‘<br />
halte. Hier ist deutlich eher eine praxistaugliche Entscheidung<br />
zu erhalten als vor einem Gericht, bei dem<br />
davon auszugehen ist, dass der entscheidende Richter<br />
bisher noch nie etwas mit dem Eichgesetz oder<br />
dem Messstellenbetriebsgesetz zu tun hatte. Nach<br />
meiner Kenntnis ist die Westnetz als Netzbetreiber<br />
regelmäßig auch bereit, den Weg zur Clearingstelle<br />
mitzugehen. Hier dürfte wohl das Schiedsverfahren<br />
tatsächlich der ‚richtige‘ Weg sein“.<br />
Und Dr. Loibl ergänzt: „Nach Abschluss des Schiedsverfahrens,<br />
das grundsätzlich ‚geheim‘ ist, können<br />
die Beteiligten auch erklären, dass der Schiedsspruch<br />
veröffentlicht werden kann. Dann hätte tatsächlich<br />
die ganze Branche etwas davon und man<br />
kann sich mitunter auf diese Entscheidung berufen,<br />
so dass nicht jeder Betreiber ein eigenes Clearingstellenverfahren<br />
durchführen muss.“<br />
Netzbetreiber rechnet mit zu hohen<br />
Trafoverlusten<br />
Weitere Problematik: Bei der Trafomessung ist es<br />
nicht selten, dass die Einspeiseverluste an dieser<br />
Stelle geringer gemessen werden, als der Netzbetrei-<br />
50
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
PRAXIS<br />
ber pauschal abzieht. „Dann muss der Biogasanlagenbetreiber<br />
mit dem Netzbetreiber sprechen, dass<br />
der geringere Trafoverluste in seiner Abrechnung<br />
berücksichtigt“, betont Roswandowicz. Im Fall von<br />
Hansmeier rechne der Netzbetreiber mit Trafoverlusten<br />
von 1,8 bis 2,3 Prozent. Es wurden aber lediglich<br />
Trafoverluste zwischen 0,7 und 0,9 Prozent ermittelt.<br />
Wir haben es hier also mit rund einem Prozent Trafoverlust-Unterschied<br />
zu tun. Beispielrechnung: Bei<br />
4 Millionen Kilowattstunden macht 1 Prozent Unterschied<br />
in der Berücksichtigung der Trafoverluste<br />
40.000 Kilowattstunden aus. Daraus ergeben sich<br />
rund 12.000 Euro an entgangener Stromvergütung<br />
pro Jahr. Andreas Hansmeier ist richtig sauer, dass<br />
ihm dieses Geld jedes Jahr verlorengeht. Manche<br />
Netzbetreiber passen laut Christin Schmidt die Trafoverluste<br />
nach unten hin an.<br />
Roswandowicz sind Fälle bekannt, in denen Biogasanlagenbetreiber<br />
sich in solcher Sache an die Clearingstelle<br />
gewandt und Recht bekommen hätten. Die<br />
Netzbetreiber hätten in der Folge ihre Werte für die<br />
Trafoverluste anpassen müssen und die Anlagenbetreiber<br />
hätten Geld ausgezahlt bekommen. Die HR<br />
Energiemanagement GmbH hat eine Software entwickelt,<br />
die die Biogasanlagen dahingehend überwachen,<br />
ob die Strommengen zwischen Biogasanlage<br />
und Netzbetreiber stimmen. Das heißt, jeder Anlagenbetreiber<br />
zahlt einen pauschalen Verlustfaktor,<br />
der vom Netzbetreiber vorgegeben ist. Dieser ist<br />
oftmals jedoch viel zu hoch angesetzt. „Wir berechnen<br />
anhand des Jahreslastganges (Einspeisung) den<br />
tatsächlichen Transformatorverlust“, informiert Roswandowicz.<br />
Ein weiteres Ärgernis sei die sogenannte Schieflast<br />
im Netz. Die führe insbesondere in Regionen<br />
mit viel Windenergieeinspeisung zu Abschaltungen<br />
von BHKW. Der Spannungskonstanthalter AVR,<br />
der die Phasen gegen Schieflast regele, schalte auf<br />
Werkseinstellung rigoros ab, um die Generatoren vor<br />
Überhitzung zu schützen. Der AVR reagiere zu träge.<br />
Die Werkseinstellung müsse dann geändert werden<br />
damit der AVR schneller reagiere. So blieben die<br />
BHKW in Betrieb und schalteten nicht ab.<br />
Optimieren lasse sich auch die Einstellung des Cos<br />
phi bei den BHKW, die je nach Serie unterschiedlich<br />
eingestellt seien. Die drei großen neuen BHKW bei<br />
Hansmeier sind auf 0,95 eingestellt. Die müssten<br />
aber auf 1 stehen. Diese nachteilige Einstellung verursache<br />
bei einer 1-MW-Maschine einen Gasmehrverbrauch<br />
von 1 Prozent. Das verursache Ertragsverluste<br />
und Kosten. Um diesen Verlust kompensieren zu können,<br />
müssten 2 Prozent mehr Strom eingespeist werden.<br />
Beim Eigenstromverbrauch konnte durch das<br />
Audit eine Einsparung von 30 Prozent erzielt werden.<br />
Flexibler Strombezugspreis steuert<br />
Biogasanlage<br />
Ein anderer von weiteren gut 250 Kunden der HR<br />
Energiemanagement GmbH ist Henning Varnholt in<br />
Enkesen im Klei, einem Gemeindeteil von Bad Sassendorf<br />
(NRW). Das kleine sogenannte Haufendorf<br />
liegt 10 Kilometer östlich von Soest. Seine Biogasanlage<br />
hat er 2009 mit UTS gebaut und ans Netz<br />
gebracht. Ursprünglich hatte die Anlage eine elektrische<br />
Leistung von 190 kW. 2011 wurde ein Satelliten-BHKW-Standort<br />
mit einem weiteren 190-kW-<br />
BHKW in Betrieb genommen.<br />
Am Satelliten-Standort sind 58 Wärmeabnehmer<br />
angeschlossen. Die Erdarbeiten für das rund 3.000<br />
Meter lange Nährwärmenetz hat Varnholt selbst vorgenommen.<br />
Außerdem werden zwei Getreidetrocknungen,<br />
ein Ferkelaufzucht- und ein Schwei-<br />
51
PRAXIS<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
ngen<br />
idungen, Leckschutzauskleidungen<br />
und Teichabdichtungen<br />
Biogasanlage Varnholt in<br />
Bad Sassendorf (NRW).<br />
nemaststall mit BHKW-Wärme<br />
versorgt. Vergoren werden in<br />
der Biogasanlage: Maissilage,<br />
80 Kilowattpeak Leistung und ein 50-kW-<br />
BHKW, das mit Biogas betrieben und im<br />
Kraft-Wärme-Kopplungs-Gesetz vergütet<br />
wird, installiert“, erklärt Henning Varnholt<br />
die Wachstumsschritte.<br />
Hähnchenmist, Putenmist,<br />
Hühnertrockenkot, Rindermist,<br />
Schweinemist, Schweinegülle<br />
und Zuckerrüben saisonal<br />
von Oktober bis April. den Eigenstrombedarf<br />
Solarstrom und Klein-BHKW für<br />
Der Wirtschaftsdüngeranteil<br />
• WHG-Abdichtungen Die PV-Anlage und das Klein-BHKW sollen<br />
liegt bei 60 Prozent. • Behälterauskleidungen, künftig den Leckschutzauskleidungen<br />
Eigenstrombedarf bereitstel-<br />
• Schwimmbad- und Teichabdichtungen<br />
„2012 haben wir an beiden len. „Zu Varnholt kam der Kontakt über<br />
BHKW-Standorten die elektrische<br />
UTS zustande. Die suchten ein Fachun-<br />
Leistung von 190 ternehmen zum Messen deren Rührwer-<br />
auf 220 kW erhöht. 2015 ke. Varnholt hatte schon Bafa-geförderte,<br />
haben wir an der Biogasanlage<br />
effiziente Rührwerke von UTS eingebaut.<br />
ein BHKW mit 360 kW In 2020 haben wir dann die Rührwerke<br />
elektrischer Leistung für die vermessen mit dem Ergebnis, dass diese<br />
flexible Stromproduktion dazugestellt.<br />
mit nur 7 kW Stromaufnahme sehr effizi-<br />
2018 wurde der ent sind“, schildert Holger Roswandowicz<br />
Satelliten-Standort ebenfalls die Entwicklung. Er habe Varnholt dann<br />
um ein 360-kW-BHKW für ein Angebot gemacht, den Trafo von ihm<br />
den flexiblen Betrieb erweitert. In 2021 messen zu lassen. Was man 2021 durchgeführt<br />
habe ich eine ORC-Anlage gekauft, die<br />
habe.<br />
am Biogasanlagen-Standort betrieben Die Energiebilanzen seien aber in Ordnung<br />
gewesen, weil das klassische Mess-<br />
wird. Im letzten Jahr haben wir auf einem<br />
Stallgebäude eine Photovoltaikanlage Ausgekleideter mit Fermenter konzept mit Einbauteilen angewendet wird. Es werde rich-<br />
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52
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
PRAXIS<br />
tig physikalisch mit Messpunkten vom<br />
Netzbetreiber gemessen. „Real sind die<br />
Trafoverluste bei 0,68 Prozent. Ob der<br />
Netzbetreiber künftig die 0,68 Prozent<br />
akzeptiert, ist noch offen“, sagt Christin<br />
Schmidt. Danach fragte Henning Varnholt<br />
bei HR Energiemanagement nach einem<br />
Messkonzept für das Eigenstrom-BHKW<br />
und die Photovoltaikanlage. Dieses wurde<br />
erarbeitet, der Westnetz vorgelegt und von<br />
ihr im Februar 2022 akzeptiert.<br />
Etwas später hat Roswandowicz ein Video<br />
veröffentlicht mit dem Hinweis, dass sich<br />
die Anlagenbetreiber über einen flexiblen<br />
Strompreis für den Bezugsstrom Gedanken<br />
machen sollten. Das hatte Varnholt<br />
gemacht, da er in einem Festpreisvertrag<br />
für seinen Bezugsstrom gebunden war.<br />
Bei der SÜWAG konnte er einen flexiblen<br />
Strombezugspreisvertrag bekommen.<br />
„Ein Vierteljahr lang haben Henning und<br />
ich beobachtet, wie sich die Preise entwickeln.<br />
Wir haben in unserem Unternehmen<br />
dann das Strompreis-Manager-Tool<br />
entwickelt“, unterstreicht Roswandowicz.<br />
Und Varnholt ergänzt: „Die Anlagenprogrammierung<br />
musste umgeschrieben<br />
werden, um den Strompreis-Manager integrieren<br />
zu können. Folgende Szenarien<br />
mussten in der Programmierung berücksichtigt<br />
werden:<br />
Fall 1: Strompreis maximal teuer:<br />
Freigabe nur Rührwerke im Fermenter,<br />
Rührintervall einstellbar.<br />
Fall 2: Strompreis über Tagesdurchschnitt:<br />
Freigabe nur Rührwerke im<br />
Fermenter und Fütterung in Betrieb,<br />
Rührintervall einstellbar – separat von<br />
Fall 1.<br />
Fall 3: Strompreis unter Tagesdurchschnitt:<br />
Freigabe Rührwerke im Fermenter<br />
und Nachgärer, Freigabe für die<br />
Fütterung und Pumpentechnik. Rührintervall<br />
wie in Fall 2<br />
Fall 4: Strompreis günstig: Freigabe aller<br />
Rührwerke, Fütterung und Pumptechnik<br />
in Betrieb. Rührintervall separat einstellbar<br />
wie in Fall 1, 2 und 3.“<br />
Dass eine Anlage flexibel in Abhängigkeit<br />
von möglichst niedrigen Strombezugspreisen<br />
gesteuert wird, ist sicherlich ein<br />
Novum. Vor den Optimierungsmaßnahmen<br />
lag der Eigenstrombedarf der Biogasanlage<br />
bei rund 8,5 Prozent. Nach der<br />
Optimierung liegt er jetzt bei 7 Prozent.<br />
„Unsere Anlage hat einen um gut 15 Prozent<br />
geringeren Stromverbrauch als vergleichbare<br />
Betriebe“, freut sich Varnholt.<br />
Roswandowicz rät, Spitzenlasten nicht<br />
auszureizen, weil das Geld koste. Wer die<br />
Spitzenlast überschreite, der zahle dafür<br />
den Preis das ganze Jahr.<br />
Die beiden Praxisbeispiele zeigen, dass<br />
es sich lohnt, Fachleute einzubinden,<br />
um Optimierungspotenziale zu heben. In<br />
Zeiten teurer Substrate und hoher Strombezugspreise<br />
sollte kein Geld verschenkt<br />
werden.<br />
Autor<br />
Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann<br />
Redakteur Biogas Journal<br />
Fachverband Biogas e.V.<br />
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53
WISSENSCHAFT<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
BO 2 CCU heißt: Biogas verbrennen –<br />
nutzbar-reines CO 2<br />
abtrennen und<br />
industriell verwerten<br />
Forscher des Fraunhofer-Instituts UMSICHT<br />
in Sulzbach Rosenberg entwickeln eine<br />
Anlage mit einer sogenannten Oxyfuel-Verbrennung,<br />
in der CO 2<br />
aus der Biomasseverbrennung<br />
hochrein gewonnen werden kann.<br />
Von Dipl.-Ing. Heinz Wraneschitz<br />
Im Fraunhofer-UMSICHT-Technikum in<br />
Sulzbach-Rosenberg. Energietechnik-<br />
Abteilungsleiter Martin Meiller zeigt<br />
auf den FLOX-Brenner einer bereits<br />
bestehenden Technikumsanlage. Ein<br />
vergleichbares System wird auch im<br />
BO 2<br />
CCU-Projekt eingebaut.<br />
Normalerweise bleibt auch bei der Verbrennung<br />
von Biogas CO 2<br />
(Kohlenstoffdioxid)<br />
als Klimagas übrig. Oder besser:<br />
Es wird in die Atmosphäre entlassen.<br />
Zwar wurde fast genau dieselbe Menge<br />
CO 2<br />
beim Pflanzenwachstum aus der Luft entnommen:<br />
Deshalb wird die Biogas-Nutzung prinzipiell als<br />
ein CO 2<br />
-neutraler Prozess angesehen, auch wenn die<br />
CO 2<br />
-Speicherung beispielsweise in Bäumen schon<br />
einmal 60 und mehr Jahre dauern kann.<br />
Was aber, wenn das CO 2<br />
nach der energetischen<br />
Biogas-Nutzung nicht in die Luft geblasen, sondern<br />
sofort und direkt einer sinnvollen, wirtschaftlichen<br />
Verwertung zugeführt würde? Eine solche industrielle<br />
Nutzung von reinem CO 2<br />
aus der Biomasse-Verbrennung<br />
nennt man in Fachkreisen „Bioenergy Carbon<br />
Capture and Utilization“, kurz BECCU.<br />
In Sulzbach-Rosenberg in der Oberpfalz, genauer gesagt<br />
am dortigen Teil des Oberhausener Fraunhofer-<br />
Instituts UMSICHT, sind die Wissenschaftler gerade<br />
dabei, eine neue Anlage auf die Beine beziehungsweise<br />
in die Laborhalle zu stellen, mit der genau eine<br />
solche BECCU-Erzeugung nutzbaren CO 2<br />
möglich werden<br />
soll. Aber nicht nur das: „Wir kombinieren einen<br />
innovativen Verbrennungsprozess von Biogas – die so<br />
genannte Oxyfuel-Verbrennung – mit dem BECCU Ansatz.<br />
Unser Ziel ist es, so CO 2<br />
mit einer Reinheit von<br />
99,5 Prozent zu erzeugen“, kündigte Doktorand Felix<br />
Lehner im November 2022 an. Der unaussprechliche<br />
Kurz-Name dieses Verfahrens „BO 2<br />
CCU“ steht für<br />
„Wärmebereitstellung und CO 2<br />
-Nutzung“.<br />
Verbrennungsprodukte: nur CO 2<br />
und<br />
Wasserdampf (H 2<br />
O)<br />
Allen Oxyfuel-Verbrennungsverfahren ist eine Besonderheit<br />
gemein: Die Energiegase – in diesem<br />
BO 2<br />
CCU-Projekt werden sie aus Biomasse erzeugt –<br />
werden mit reinem Sauerstoff (O 2<br />
) anstatt mit Luft<br />
verbrannt. „Dadurch sind als Verbrennungsprodukte<br />
nur CO 2<br />
und Wasserdampf (H 2<br />
O) im Abgas enthalten.<br />
Das dampfförmige H 2<br />
O kondensiert, die freigesetzte<br />
Wärme kann genutzt werden. Und übrig bleibt ein<br />
Abgas mit einer CO 2<br />
-Konzentration von über etwa<br />
95 Prozent“, erklären die Fraunhofer-UMSICHT-<br />
Wissenschaftler*innen.<br />
Der Sulzbach-Rosenberger Energietechnik-Abteilungsleiter<br />
Martin Meiller nennt aber auch den<br />
FOTOS: HEINZ WRANESCHITZ/BILDTEXT.DE<br />
72
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
FLOX-Verfahren<br />
Bei der Oxyfuel-Verbrennung kommt ein nach dem „FLOX“-Prinzip arbeitender Brenner zum Einsatz.<br />
FLOX steht für „Flammenlose Oxidation“, also die Verbrennung ohne Flamme. „Diese Technologie<br />
ermöglicht Hochtemperaturprozesse, bei denen trotz hoher Luftvorwärmung von über 700<br />
Grad der NOx-Anteil im Abgas um mehr als eine Zehnerpotenz niedriger als bei einer traditionellen<br />
Flammenverbrennung liegt. Bei richtiger Anordnung der Düsen oxidiert der Brennstoff bei Temperaturen<br />
über 850 Grad sehr gleichmäßig ohne jede Flamme“, heißt es von der Deutschen Bundesstiftung<br />
Umwelt (DBU).<br />
Die FLOX-Entwickler, Vater und Sohn Joachim Alfred und Joachim Georg Wünning, Gesellschafter<br />
der WS-Gruppe aus Renningen bei Stuttgart, bekamen für ihr System bereits 2011 den Deutschen<br />
Umweltpreis der DBU. Auch der BtX-Reformer der WS-Tochter BtX-Energy GmbH arbeitet mit einem<br />
FLOX-Brenner (siehe Biogas-Journal 3_2021, Seiten 70 bis 73).<br />
WRA<br />
Hauptgrund, warum eine weit verbreitete<br />
CO 2<br />
-Verwertung über BECCU-Systeme<br />
grundsätzlich für die Erde und die<br />
Menschheit so wichtig wäre: „Um CO 2<br />
-<br />
negativ zu sein, brauchen wir industrielle<br />
Prozesse, die Kohlenstoff (C) aus der<br />
Atmosphäre entziehen.“ Ansonsten dürfte<br />
der menschgemachte Klimakollaps<br />
kaum mehr zu verhindern sein: Da stimmen<br />
die Berechnungen fast aller Fach-<br />
Wissenschaftler*innen weltweit überein.<br />
Von der geplanten BECCU-Anlage ist bei<br />
unserem Besuch der Oberpfälzer UM-<br />
SICHT-Niederlassung im Januar <strong>2023</strong><br />
zwar noch nichts zu sehen.<br />
Auch wenn die ersten Ideen<br />
schon 2020 kreiert<br />
wurden: Das von der<br />
Fraunhofer-Gesellschaft<br />
selbst finanzierte,<br />
auf drei Jahre<br />
„In Chemieparks beispielsweise habe ich die<br />
Infrastruktur, um das CO 2<br />
in die Nutzung zu<br />
überführen“, erläutert Martin Meiller.<br />
„Wir werden das<br />
CO 2<br />
abfüllen und<br />
Forschungspartnern zur<br />
Verfügung stellen“<br />
Martin Meiller<br />
angelegte Projekt „BO 2<br />
CCU“ startete erst<br />
vor gut einem Jahr. „Ursprünglich wollten<br />
wir nach 1,5 Jahren in Betrieb gehen.<br />
Doch die Lieferzeiten sind aktuell ein<br />
Problem; Ende Quartal drei dieses Jahres<br />
ist realistisch. Dann haben wir noch lange<br />
Zeit zum Test“, ist Meiller überzeugt.<br />
Ein wichtiges Forschungsziel dabei:<br />
„CO 2<br />
in der Reinheitsqualität für Mineralwasser<br />
zu gewinnen. Wir werden das<br />
CO 2<br />
abfüllen und Forschungspartnern zur<br />
Verfügung stellen. Rein über das Oxyfuel-<br />
Verfahren erreichen wir schon eine Konzentration<br />
von 95 bis 99,5%. Ausgehend<br />
von dieser hohen Konzentration<br />
können höhere Reinheiten<br />
z.B. für Lebensmittelanwendungen<br />
deutlich<br />
effizienter erreicht<br />
werden.“<br />
Meiller weiß also bereits<br />
ganz genau, was<br />
die Anlage im Technikumsformat<br />
einmal<br />
können soll, wie sie aussehen<br />
und wo sie stehen<br />
wird. Das Brennersystem im<br />
Demonstrationsmaßstab ist mit einer<br />
thermischen Leistung von 50 Kilowatt<br />
(kW) geplant. Doch wenn das auch nach<br />
wenig klingt: „Der dezentrale Maßstab<br />
einer solchen Anlage kann kleinen und<br />
mittelständischen Unternehmen (KMU)<br />
der Bioenergie-Branche die Umsetzung<br />
CO 2<br />
-neutraler Anlagen ermöglichen“,<br />
blickt das UMSICHT-Team voraus.<br />
Oxyfuel-Systeme haben aber eine weitere<br />
Besonderheit. Quasi nebenbei verarbeiten<br />
sie nämlich ein „Abfallprodukt“, das<br />
bei der Herstellung von reinem, grünem<br />
Wasserstoff (H 2<br />
) mit Ökostrom an-<br />
73<br />
BIOGASANALYSE<br />
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WISSENSCHAFT<br />
der Klassiker für die Analyse<br />
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, H 2<br />
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, H 2<br />
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WISSENSCHAFT<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Fraunhofer UMSICHT<br />
Das Fraunhofer-Institut UMSICHT sieht sich<br />
selbst als „Wegbereiter in eine nachhaltige<br />
Welt“. Dabei steht das Kürzel UMSICHT für<br />
Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik.<br />
An den drei Standorten in Oberhausen,<br />
Willich und Sulzbach-Rosenberg waren<br />
2021 608 Mitarbeiter*innen beschäftigt.<br />
Diese erwirtschafteten einen Umsatz von<br />
mehr als 57,8 Millionen Euro.<br />
Das gesamte Institut leiste mit seiner<br />
„Forschung in den Bereichen klimaneutrale<br />
Energiesysteme, ressourceneffiziente<br />
Prozesse und zirkuläre Produkte konkrete<br />
Beiträge zum Erreichen der 17 Sustainable<br />
Development Goals (SDGs) der Vereinten<br />
Nationen“, so die Selbstdarstellung. Im<br />
Zentrum dabei stehe „die Balance von wirtschaftlich<br />
erfolgreichen, sozial gerechten<br />
und umweltverträglichen Entwicklungen“.<br />
Am UMSICHT-Standort Sulzbach-Rosenberg<br />
arbeiten zurzeit 114 Menschen daran<br />
mit. Hier werden technische Verfahren<br />
konkret analysiert, entwickelt, erprobt<br />
und optimiert. Man verstehe sich „als<br />
Schnittstelle zwischen Wissenschaft und<br />
Wirtschaft. Für industrielle und öffentliche<br />
Auftraggeber werden neueste Erkenntnisse<br />
in marktfähige Technologien, Produkte und<br />
Dienstleistungen umgesetzt“, heißt es von<br />
der Pressestelle.<br />
Mit dem Projekt BO 2<br />
CCU befassen sind<br />
neben dem Leitungsteam besonders zwei<br />
Doktoranden. Nicht zu vergessen die Techniker,<br />
die vieles selbst fertigen, wie zum<br />
Beispiel die Steuerungen.<br />
WRA<br />
fällt: Den ebenfalls reinen Sauerstoff (O 2<br />
). H 2<br />
ist bekanntlich<br />
jenes Gas, von dem sich gerade die Politik<br />
die Lösung fast aller Zukunftsenergieprobleme verspricht.<br />
Deshalb ist der Aufbau von Elektrolyseuren<br />
an vielen Orten hierzulande im Gange, um eine so<br />
genannte „Wasserstoffwirtschaft“ zu ermöglichen.<br />
Sinnvolle Ergänzung an Elektrolyse-<br />
Standorten<br />
Und wenn die aktuellen Pläne des Bundesministeriums<br />
für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Realität<br />
werden, „würden hierzulande im Jahr 2030 rund<br />
1,8 Millionen (Mio.) Tonnen (t) Sauerstoff (O 2<br />
), im<br />
Jahr 2050 bis zu 18 Mio. t O 2<br />
als bisher ungenutztes<br />
Koppelprodukt anfallen. Durch<br />
die Fraunhofer-Technologie könnten<br />
Elektrolyse-Standorte ergänzt und<br />
eine wirtschaftliche Verwertungsoption<br />
für das O 2<br />
geschaffen werden“,<br />
nennt das UMSICHT-Team Nutzungspläne<br />
für seine BO 2<br />
CCU-Idee.<br />
Doch wo konkret könnte deren Einsatz<br />
sein? „Idealerweise dort, wo H 2<br />
-Bedarf,<br />
Energiebedarf (für Prozesswärme)<br />
und CO 2<br />
-Verwertung gleichzeitig<br />
existieren. In Chemieparks beispielsweise<br />
habe ich die Infrastruktur, um<br />
das CO 2<br />
in die Nutzung zu überführen“,<br />
erläutert Martin Meiller. Ob Industrieparks,<br />
Raffinerien, aber auch<br />
Klär- oder Biogasanlagen: Viele könnten<br />
BO 2<br />
CCU als Add-On verwenden.<br />
Dabei sei wichtig, das entstehende<br />
CO 2<br />
möglichst schnell in langlebige<br />
Produkte umzuwandeln, statt es irgendwo<br />
zwischenzuspeichern. Kunststoffprodukte,<br />
Chemikalien, Dünger, aber auch Kraftstoffe<br />
hat UMSICHT dabei im Blick. Doch auch nicht<br />
zu vergessen: CO 2<br />
ist ein wichtiges technisches Gas,<br />
zum Beispiel in der Getränkeindustrie als Kohlensäure<br />
unerlässlich.<br />
Für größere Biogasanlagen interessant<br />
Grundsätzlich seien deshalb bei der künftigen BO 2<br />
C-<br />
CU-Standortwahl im Industriemaßstab zwei Fragen<br />
gleichermaßen zu beantworten, sagt Meiller: „Woher<br />
kommt der Sauerstoff, und wo kann ich das CO 2<br />
unterbringen?“<br />
Weswegen nicht unbedingt die kleinen<br />
70-kW-, sondern „Biogasstandorte, die etwas größer<br />
sind“, dafür infrage kommen dürften. Sollten die<br />
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74
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
WISSENSCHAFT<br />
Elektrolyse Oxyfuel-Verbrennung Biogas<br />
Technikumsversuche erfolgreich<br />
verlaufen, sei ein<br />
Upscaling im Verhältnis<br />
von etwa zehn angedacht.<br />
Dafür jedoch seien Industriepartner<br />
notwendig, gibt<br />
er zu. Aber auch wenn die<br />
zurzeit noch nicht Schlange<br />
stünden, sei das kein<br />
Schaden. Denn: „Wir können<br />
durch unsere eigenen<br />
Mittel schneller reagieren,<br />
die Anlage anpassen.<br />
Deshalb gehen wir diesen<br />
ersten Schritt alleine. Aber<br />
für den zweiten Schritt<br />
brauchen wir unbedingt<br />
Firmen, die den weiteren<br />
Weg mit uns gehen.“<br />
Ohnehin eigne sich nicht nur Biogas als<br />
Brennstoff für das BO 2<br />
CCO-Verfahren, so<br />
der UMSICHT-Energieabteilungs-Chef:<br />
„Grundsätzlich geht es auch mit Klärgas,<br />
Pyrolysegas, Synthesegasen. Alle biogenen<br />
Gase halt, bei denen die Oxidation<br />
nicht nur mit normaler Luft, sondern auch<br />
mit reinem Sauerstoff möglich ist.“ Doch<br />
zunächst geht es – wie beschrieben – um<br />
den Aufbau eines 50-kW-Demonstrators<br />
in einem der Technika in Sulzbach-Rosenberg.<br />
Das ist eine Halle von 800 Quadratmetern<br />
Grundfläche und 16 Metern<br />
Höhe, in der laufend verschiedene Versuchsaufbauten<br />
getestet werden. Teilweise<br />
sind auch Flächen an Industriepartner<br />
vermietet.<br />
Projekt:<br />
BO 2 CCU<br />
Weiterverarbeitung in Produkte<br />
z.B. zu Kunststoffen, Chemikalien,<br />
Kraftstoffen, Dünger etc.<br />
Wärme, CO 2 und H 2 O<br />
Kohlenstoffabscheidung<br />
und -nutzung (CCU)<br />
Nutzung von überschüssigem<br />
Sauerstoff aus Elektrolyse für die<br />
Oxyfuel-Verbrennung von Biogas.<br />
Erzeugung von hochreinem CO 2 für<br />
die industrielle Nutzung.<br />
Physikalische Nutzung als<br />
technisches Gas<br />
z.B. Getränkeindustrie<br />
Für die Komponenten wie Brenner, Brennkammer,<br />
Wärmeübertrager, Kondensator<br />
zur Wasserabscheidung aus dem Abgas<br />
aber gelte: „All das werden wir im ersten<br />
Schritt hier vor Ort aus eigenen Mitteln im<br />
Lauf des Jahres realisieren“, so Meiller. Investitionen<br />
von um die 350.000 Euro seien<br />
genehmigt, die Komponenten bestellt.<br />
Sehr wichtig ist dabei der Kondensator:<br />
Um nach der Kondensation bereits einen<br />
hohen Reinheitsgrad des CO 2<br />
zu erreichen,<br />
also mit nur noch möglichst wenig<br />
Wasserdampf darin, soll hier mit Niedertemperatur<br />
gearbeitet werden. Dennoch<br />
gehe bei dem gesamten Prozess nicht<br />
viel Energie verloren: Das System selbst,<br />
also Verbrennung und Wärmeübertrager<br />
laufe nicht viel anders ab als bei Biomasseanlagen<br />
üblich, mit 90 bis 95 Prozent<br />
Wirkungsgrad also. Energiefragen stellten<br />
sich vor allem dann, wenn das CO 2<br />
oder<br />
der Sauerstoff verdichtet werden müsse,<br />
beispielsweise um die Gase zu transportieren,<br />
erklärt das UMSICHT-Team.<br />
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INTERNATIONAL<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Shikaoi Hydrogen<br />
Farm: Biogasanlage<br />
des örtlichen Umweltzentrums.<br />
JAPAN<br />
Milch, Mist und<br />
Wasserstoff<br />
Biogas spielt beim japanischen Energiemix<br />
bisher keine große Rolle. Doch das könnte<br />
sich bald ändern. Zudem werden im Land<br />
der aufgehenden Sonne einige innovative<br />
Konzepte erprobt.<br />
Von Klaus Sieg<br />
Mit 83.000 Quadratkilometern ist Hokkaido<br />
Japans zweitgrößte Insel. Dennoch<br />
verirren sich nicht viele Japaner<br />
hierher, außer vielleicht im Winter zum<br />
Skifahren. Auf Hokkaido wurden 1972<br />
immerhin die Olympischen Winterspiele ausgetragen.<br />
Ganz im Norden Japans, auf einer Höhe mit Wladiwostok<br />
gelegen, herrschen auf der Insel den langen<br />
Winter über frostige Temperaturen. Und es fällt viel<br />
Schnee. Ungeachtet dessen wird auf Hokkaido ein<br />
großer Teil der im Land hergestellten Lebensmittel<br />
angebaut.<br />
Das Zentrum der Landwirtschaft liegt in der Region<br />
Tokkachi, rund um die Stadt Obihiro. Nirgendwo sonst<br />
ist Japan so flach und weitläufig wie hier. Wären da<br />
nicht die Bergketten am Horizont, könnte man sich in<br />
Norddeutschland wähnen. Auf den Feldern wachsen<br />
Tokio<br />
Mais, Kartoffeln, Zwiebeln, Rüben oder Kohl. Riesige<br />
Farmen produzieren Fleisch und Milchprodukte, die<br />
bis in den äußersten Süden des viertgrößten Inselstaates<br />
der Welt verkauft werden.<br />
So ist es nicht verwunderlich, dass hier auch ein großer<br />
Teil der japanischen Biogasanlagen steht. Von<br />
den rund 220 Anlagen des Landes arbeiten einhundert<br />
mit Substraten aus der Landwirtschaft. Siebzig<br />
davon befinden sich laut einer Studie des ECOS-Institutes<br />
aus Osnabrück für das EU-Japan Centre auf<br />
Hokkaido.<br />
Biogasanlage für Dung von 20.000 Kühen<br />
„Wir mussten vor allem für die großen Mengen Dung<br />
eine Lösung finden“, sagt Yoichi Abo, „in unserer Gemeinde<br />
Shikaoi leben 5.500 Menschen und 20.000<br />
Kühe.“ Also investierte die Gemeinde mit der Unterstützung<br />
der japanischen Regierung in ein Umweltzentrum,<br />
dessen Leiter Yoichi Abo ist. Herzstück des<br />
Umweltzentrums ist eine im Oktober 2007 in Betrieb<br />
gegangene Biogasanlage.<br />
Täglich befüllen Lastwagen deren Fermenter mit über<br />
130 Tonnen Gülle. Hinzu kommen kleine Mengen organischer<br />
Siedlungsabfälle sowie Schmutzwasser.<br />
Die damit täglich erzielten 3.900 Kubikmeter Biogas<br />
verstromen zwei Blockheizkraftwerke (BHKW)<br />
FOTOS: MARTIN EGBERT<br />
108
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
INTERNATIONAL<br />
zu 6.000 Kilowattstunden Strom, genug für 600<br />
Haushalte. „Vor allem aber haben wir deutlich weniger<br />
Geruchsbelästigung im Ort“, lässt Yoichi Abo<br />
einblicken.<br />
Yoichi Abo und sein Team haben also gezeigt, wie<br />
aus einem Problem eine Lösung werden kann. Eine<br />
zweite Anlage mit einer Aufnahme-Kapazität von 200<br />
Tonnen Gülle täglich ist in Planung. Dann könnte die<br />
Gemeinde bald energieautark werden. Vor allem aber<br />
soll das Umweltzentrum auch demonstrieren, was<br />
so alles möglich ist mit der Biogas-Technologie: Die<br />
Reststoffe der Anlage werden als Dünger verkauft und<br />
mit der Abwärme der beiden BHKW drei Gewächshäuser<br />
beheizt, in denen Mangos und Süßkartoffeln<br />
wachsen.<br />
Auch eine kleine Störzucht nutzt die Abwärme der<br />
BHKW. Bald soll es Biogas-Kaviar geben. In Zukunft<br />
will Yoichi Abo zudem das CO 2<br />
aus der Anlage für<br />
die Herstellung von Trockeneis vermarkten. Sein<br />
neuester Coup aber ist eine mit Methan betriebene<br />
Wasserstoff-Tankstelle, die das alles in den Schatten<br />
stellt. „Wir sind die erste Tankstelle in Japan, die<br />
Wasserstoff aus mit Gülle gewonnenem Methan herstellt“,<br />
sagt Yoichi Abo. Ansonsten gibt es nur noch<br />
eine weitere Methan-Wasserstoff-Tankstelle, die vor<br />
Shikaoi Hydrogen<br />
Farm: Der Wasserstoff<br />
wird per Dampfreformierung<br />
gewonnen.<br />
„Wir sind die erste<br />
Tankstelle in Japan, die<br />
Wasserstoff aus mit Gülle<br />
gewonnenem Methan<br />
herstellt“<br />
Yoichi Abo<br />
kurzem in Fukuoka auf der<br />
südlichen Hauptinsel Kyūshū<br />
in Betrieb gegangen ist und<br />
Schmutzwasser vergärt.<br />
Die Shikaoi Hydrogen Farm<br />
beschert dem Umweltzentrum<br />
Besucher aus der ganzen Welt.<br />
„Vor kurzem war der chilenische Botschafter hier, und<br />
für morgen hat sich eine Besuchergruppe aus Thailand<br />
angekündigt“, sagt Yoichi Abo stolz. Die heutigen<br />
Besucher, eine Gruppe japanischer Geschäftsleute in<br />
schwarzen Business-Anzügen, gehören zum Alltag auf<br />
der Shikaoi Hydrogen Farm. Gerade schlendern sie an<br />
der Tankstelle vorbei, vor der ein weißer Wasserstoff-<br />
Toyota Mirai steht.<br />
Das vor fünf Jahren erste in Großserie<br />
gefertigte Wasserstoff-Auto gehört Yoichi<br />
Abo. Dieses Modell schafft mit einem Mal<br />
Volltanken 500 Kilometer, das Nachfolgemodell<br />
schon 650 Kilometer. „Für 500 Kilometer<br />
sind 60 Kubikmeter Wasserstoff<br />
nötig, die stellen wir aus 25 Kubikmeter<br />
Methan her, bei größeren Mengen lässt<br />
sich die Effizienz aber auf ein Verhältnis<br />
von 1:4 steigern“, erklärt Yoichi Abo.<br />
Jede Kuh liefert pro Jahr<br />
Wasserstoff für 10.000 Kilometer<br />
Wasserstoff aus Methan wird mit der sogenannten<br />
Dampfreformation gewonnen,<br />
einem kostengünstigeren Verfahren als<br />
der Elektrolyse. Dabei reagieren Methan<br />
und Wasserdampf unter großer Hitze und<br />
Druck zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff.<br />
„Jede Kuh hinterlässt 23 Tonnen<br />
Exkremente pro Jahr“, erklärt Yoichi Abo,<br />
„daraus lässt sich Wasserstoff für 10.000<br />
Kilometer herstellen, so viel wie ein Japaner<br />
durchschnittlich im Jahr privat fährt.“<br />
Doch noch herrscht wenig Betrieb an<br />
der Wasserstoff-Tankstelle. An manchen<br />
Tagen ist neben Yoichi Abos Wagen der<br />
Gabelstapler des Umweltzentrums das<br />
einzige Fahrzeug, das zum Tanken an die<br />
blitzblanke Station kommt. Brennstoffzellen-Autos<br />
sind doppelt so teuer<br />
Yoichi Abo hat die entlegene<br />
Insel Hokkaido<br />
mit seiner Shikaoi<br />
Hydrogen Farm<br />
ins Weltgeschehen<br />
gerückt. Fast täglich<br />
kommen internationale<br />
Gäste, um die<br />
Wasserstofftankstelle<br />
der Biogasanlage zu<br />
besichtigen.<br />
109
INTERNATIONAL<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Shikaoi Hydrogen<br />
Farm: Mangoanbau<br />
im Gewächshaus<br />
unter Verwendung<br />
von überschüssiger<br />
Wärme aus der<br />
Biogasanlage.<br />
Shikaoi Hydrogen<br />
Farm: Eine kleine<br />
Stör-Zucht nutzt<br />
ebenfalls die Abwärme<br />
der BHKW.<br />
in der Anschaffung. „Bisher gibt es gerade<br />
einmal 50 Brennstoffzellen-Autos auf<br />
ganz Hokkaido, aber das wird sich hoffentlich<br />
bald ändern“, so Yoichi Abo. Da<br />
es sich um ein Pilotprojekt handelt, muss<br />
Abo zum Glück erst mal keine schwarze<br />
Zahlen schreiben. Carsten Bussacker<br />
hingegen schon. Der Hamburger lebt<br />
seit 16 Jahren in Japan. Meistens ist der<br />
studierte Japanologe im Blaumann unterwegs.<br />
Seit neun Jahren kümmert er sich<br />
bei Tsuchiya Dairy Equipment & Systems<br />
um Verkauf, Installation und Wartung von<br />
Biogasanlagen. Das Geschäftsfeld ist bei<br />
dem Landmaschinen-Unternehmen mit<br />
150 Mitarbeitern ordentlich gewachsen.<br />
„Biogas wird immer wichtiger für uns. Wir<br />
haben schon 62 Anlagen mit einer Leistung<br />
von insgesamt 13 Megawatt gebaut,<br />
fast alle davon stehen auf Hokkaido“,<br />
erklärt Bussacker auf der Fahrt zu einer<br />
der Anlagen. Krähen sitzen in den kahlen<br />
Bäumen am Straßenrand, den meterhohe<br />
Holzpfähle mit rotweißen Pfeilen säumen.<br />
Mit ihrer Hilfe kann man auch bei hohem<br />
Schnee dem Verlauf der Straße folgen.<br />
„Bis vor drei Jahren gab es hier einen<br />
regelrechten Boom“, erklärt Bussacker.<br />
Einerseits mussten die großen Fleischund<br />
Milchviehbetriebe sich etwas für die<br />
Entsorgung von Mist und Gülle einfallen<br />
lassen. Auch wenn bislang das Ausbringen<br />
von unbehandelten Exkrementen gesetzlich<br />
erlaubt ist, wächst das Bewusstsein<br />
für die Gefahren für das Trinkwasser<br />
und mit gesetzlichen Regelungen wird zu<br />
rechnen sein.<br />
Shikaoi Hydrogen Farm: An dieser Tankstelle wird Wasserstoff aus Biogas bereitgestellt. Der<br />
Wasserstoff-Toyota Mirai ist das erste in Großserie gefertigte Wasserstoff-Auto. Dieses Modell<br />
schafft mit einem Mal Volltanken 500 Kilometer, das Nachfolgemodell schon 650 Kilometer.<br />
Für 500 Kilometer sind 60 Kubikmeter Wasserstoff nötig<br />
Komfortabler Einspeisetarif<br />
Wichtiger für die große Nachfrage nach<br />
Biogas aber war der gesetzliche Einspeisetarif<br />
von umgerechnet komfortablen<br />
etwa 30 Eurocent pro Kilowattstunde auf<br />
zwanzig Jahre. Dieser Feed-In-Tarif ist<br />
zwar zu Jahresbeginn <strong>2023</strong> etwas heruntergesetzt<br />
worden, stellt aber immer noch<br />
einen großen Anreiz dar. Hinzu kommen<br />
zahlreiche Direktförderungen für Investitionen<br />
in der Landwirtschaft.<br />
Begrenzt hat die Erneuerbaren Energien<br />
vor allem auf Hokkaido der mangelhafte<br />
Netzausbau. Die Verbindung zur größten<br />
Hauptinsel Japans, Honshū, lässt zu wünschen<br />
übrig und behindert damit Möglichkeiten<br />
zu regeln. Den Netzanschluss<br />
ihrer Anlagen müssen die Betreiber zudem<br />
häufig selbst und teuer bezahlen.<br />
110
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
INTERNATIONAL<br />
ENERGIEWENDE<br />
mitgestalten<br />
Ich trage<br />
mit der neuen<br />
VapoCircle ® Technologie<br />
zur Versorgungssicherheit bei!<br />
Oona Farm in Obihiro: Interessante Bauweise der Biogasanlage – die Gasspeicher befinden<br />
sich auf dem Betondach der Gärbehälter in den halbrunden Wellblechhütten.<br />
Regeneratives<br />
Speicherkraftwerk<br />
Seit zwei Jahren gibt es zudem keine<br />
Einspeisegarantie mehr. Erst vor kurzem<br />
ist der Energiemarkt in Japan vollständig<br />
liberalisiert worden.<br />
Seit 2020 sind Erzeugung und Netzbetrieb<br />
formal getrennt und in privater<br />
Hand. Die großen, regional organisierten<br />
Versorger aber sind nach wie vor einflussreich<br />
und können einiges behindern. Dafür<br />
wurde allerdings vor einem Jahr eine<br />
Regelung für die Direktvermarktung von<br />
Energie eingeführt. Und die Politik fordert<br />
verstärkt den Ausbau der Netze. „Deshalb<br />
rechnen wir mit einem Anziehen der<br />
Nachfrage“, hofft Carsten Bussacker.<br />
Mist belastet Rührwerke höher<br />
Er lenkt seinen Wagen auf die Einfahrt<br />
zur Oona Farm, vorbei an sehr großen<br />
Unterständen für Maschinen und Silageballen.<br />
4.000 Fleischkühe stehen in offen<br />
Ställen. Ihr Atem dampft in die kühle<br />
Herbstluft. „Das hier war vor zwei Jahren<br />
unsere erste Anlage für Mist an-<br />
In Shikaoi leben fast viermal so viele Rinder wie Menschen. Von deren Hinterlassenschaften landen<br />
täglich 130 Tonnen Gülle in der Biogasanlage des Umweltzentrums der Gemeinde. Kein Wunder, dass<br />
der Gasspeicher immer gut gefüllt ist.<br />
Gewonnene Energie<br />
► 600 KW/h Bemessungsleistung<br />
► 5,5 MW/h installierte Leistung<br />
Sepogant Direkt<br />
► Substrat-Faser-Rückführ-Filter<br />
Vapogant<br />
► Volumenreduktion<br />
► Mineraldüngerproduktion<br />
Großer Wärmespeicher<br />
► Doppelte Wärmenutzung<br />
► Doppelter Verdienst an<br />
der Wärme<br />
Großer Gasspeicher<br />
► Maximale Flexibilität<br />
111
INTERNATIONAL<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Carsten Bussacker lebt seit 16 Jahren<br />
in Japan. Seit neun Jahren kümmert er<br />
sich um die Installation und Wartung<br />
von Biogasanlagen seines Arbeitgebers<br />
Tsuchiya Dairy Equipment & Systems.<br />
Oben links: Biogasanlage des<br />
Agrarkonzerns Nobels Co. Ltd.<br />
in Urahoro.<br />
Unten: Gärdüngerseparation und<br />
Lagerung der Feststoffe auf der<br />
Biogasanlage in Urahoro.<br />
stelle von Gülle“, erklärt Bussacker auf dem Weg zu<br />
einem der Fermenter. Mist bedeutet weniger Gasertrag<br />
und eine höhere Belastung der Rührwerke. „Wir<br />
betreuen unsere Anlagen sehr eng, weil die Kunden<br />
eine hohe Auslastung erwarten, die wir mit 97 bis 98<br />
Prozent Laufzeiten auch erfüllen.“<br />
Mitunter muss Bussacker dafür einiges ausbaden.<br />
Auf der Oona Farm zum Beispiel haben die Betreiber<br />
neben Mist auch andere Substrate eingesetzt,<br />
wie etwa Reismehl. In der Folge bildete sich zu viel<br />
Schaum im Fermenter. „Eine Biogasanlage ist ein<br />
lebender Körper, den man ziemlich schnell um die<br />
Ecke bringen kann“, so die lockere Erkenntnis von<br />
Carsten Bussacker, der bei dem Satz grinst. Dann<br />
steigt er eine schmale Leiter hinauf und betritt mit<br />
festen Schritten das Dach des 3.400 Kubikmeter<br />
großen ersten Fermenters. „Wände und Dachplatten<br />
bauen wir in zwanzig Zentimeter Stahlbeton,<br />
schließlich befinden wir uns in<br />
einem Erdbebengebiet, finanzieren lässt<br />
sich das aber nur mit den entsprechenden<br />
Einspeisetarifen“, lässt Bussacker<br />
einblicken.<br />
Auf dem Dach dann steht eine Art Nissenhütte<br />
aus Stahlblech, in der sich der<br />
Gasspeicher befindet. Die Abwärme der<br />
beiden BHKW wird ausschließlich für die Anlage<br />
genutzt. Die Fleischfarm hat keine Melkstände, die<br />
geheizt werden müssten. Zudem können die Temperaturen<br />
im Januar und Februar auf Hokkaido im zweistelligen<br />
Minusbereich liegen. Das ist auch der Grund<br />
für eine weitere Besonderheit, einem Notbrenner zum<br />
Heizen, falls die BHKW ausfallen. Das auf dem Markt<br />
erhältliche Modell hat Bussacker so modifiziert, dass<br />
es mit dem Biogas der Anlage heizt.<br />
Komponenten deutscher Hersteller<br />
Teile und Maschinen für ihre Eigenkonstruktionen<br />
bezieht Tsuchiya Dairy Equipment & Systems überwiegend<br />
aus Deutschland, von PlanET Biogastechnik<br />
in Gescher, Flygt, Vogelsang oder 2G, von denen auch<br />
zwei Wasserstoff-BHKW in Japan laufen. Deutsche<br />
Firmen sind aber auch als Systemanbieter vor Ort.<br />
112
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
INTERNATIONAL<br />
Yasuhiro Nishio, Betriebsmanager<br />
der Biogasanlage von Nobels Co.<br />
Ltd. in Urahoro, die vom deutschen<br />
Unternehmen Weltec Biopower<br />
errichtet worden ist.<br />
Nicht weit von Obihiro entfernt betreibt<br />
der Agrarkonzern Nobels Co. Ltd. zwei<br />
Milchfarmen mit insgesamt 36.000 Tieren.<br />
Auf beiden Farmen sind Biogasanlagen<br />
in Betrieb. Eine mit 750 Kilowatt<br />
installierter elektrischer Leistung und<br />
eine eines japanischen Herstellers sowie<br />
eine 250-kW-Anlage von Weltec. Im März<br />
soll eine weitere des Herstellers aus dem<br />
niedersächsischen Vechta für Nobels Co.<br />
Ltd. auf Honsh in Betrieb gehen.<br />
„Wir wollen vor allem die Gülle behandeln,<br />
auch wenn das gesetzlich noch<br />
nicht vorgeschrieben ist“, erklärt Betriebsmanager<br />
Yasuhiro Nishio. „Ohne<br />
den guten Einspeisetarif hätten wir die<br />
Investition in die verhältnismäßig teure<br />
Anlage des japanischen Herstellers allerdings<br />
nicht getätigt.“ Die elektrische<br />
Energie aus dem 2G-BHKW der Weltec-<br />
Anlage auf der kleineren der beiden Farmen<br />
von Nobels auf Hokkaido verbraucht<br />
der Betrieb direkt, für Licht und die Melkmaschinen.<br />
Das ist aber keine Entscheidung<br />
aus freien Stücken, sondern dem<br />
mangelhaften Netzausbau geschuldet.<br />
Regierung bezuschusste<br />
Biogasinvest teilweise direkt<br />
„Natürlich hätten wir dem Versorger lieber<br />
15 Eurocent für die Kilowattstunde<br />
für unseren Verbrauch bezahlt und für<br />
30 Eurocent eingespeist“, sagt Yasuhiro<br />
Nishio. Dafür aber wurden die Investitionen<br />
in die Biogasanlage zum Teil direkt<br />
von der Regierung bezuschusst. Zudem<br />
führt der Dünger aus den Reststoffen zu<br />
guten Ergebnissen auf den 600 Hektar<br />
großen eigenen Anbauflächen für Futtermais.<br />
Vor der Halle mit den dampfenden Gärresten<br />
erklärt Yasuhiro Nishio einen weiteren<br />
Vorteil. Bevor die Gärreste auf den<br />
Äckern ausgebracht werden, pendeln sie<br />
als Einstreu zwischen den Ställen und,<br />
wiederum angereichert mit Dung, dem<br />
Fermenter der Biogasanlage. Auf die<br />
Äcker kommen sie erst, wenn die Menge<br />
zu groß wird. „Das spart uns sehr viel<br />
Geld für Stroh als Einstreu.“<br />
Bei der Summe dieser Vorteile stellt sich<br />
die Frage, warum Biogas mit einer installierten<br />
Leistung von gerade einmal 85<br />
Megawatt eine so untergeordnete Rolle<br />
im japanischen Energiemix spielt. Auch<br />
gibt es keine Pläne für die Nutzung von<br />
Biomethan als Ersatz für fossile Brennstoffe.<br />
Nach wie vor hängt die hoch entwickelte<br />
Industrienation zu zwei Dritteln<br />
von Gas, Kohle und Erdöl ab.<br />
Trotz aller Energiespar-Appelle nach Fukushima<br />
verbraucht der durchschnittliche<br />
Japaner ein Drittel mehr elektrische<br />
Energie als ein Europäer. Ein Rundgang<br />
durch das für seine übergroßen Leuchtreklamen<br />
weltberühmte Tokioter Viertel<br />
Shinjuku oder schlicht der Besuch einer<br />
privaten oder öffentlichen Standard-Toilette<br />
mit geheizter Brille, automatischer<br />
Spülung und Föhn von unten verdeutlicht<br />
wofür.<br />
20 Prozent Erneuerbare mit<br />
Solarenergie und Wasserkraft<br />
erreicht<br />
Nach dem verheerenden Erdbeben und<br />
der Reaktorkatastrophe von Fukushima<br />
in 2011 hatte die japanische Regierung<br />
in ihrem 5. Energieversorgungs-Plan<br />
von 2015 einen Anteil von Erneuerbaren<br />
Energien von 22 bis 24 Prozent an<br />
der Stromversorgung beschlossen. Vor<br />
Fukushima waren dagegen nur 10 Prozent<br />
vorgesehen. Der Anteil von einem<br />
Fünftel Erneuerbare ist heute erreicht.<br />
Das meiste davon stammt aus Solar- und<br />
Wasserkraft. Aus Biomasse kommen gerade<br />
einmal 2,7 Prozent. An der Energie<br />
aus Biomasse hat Biogas einen Anteil von<br />
nur 1,5 Prozent.<br />
OPTIMAL<br />
A LL E S. LÄ U FT.<br />
HOCHLEISTUNGS-<br />
SCHMIERSTOFFE<br />
made in Germany<br />
113<br />
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INTERNATIONAL<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Biogasanlage des Abfallentsorger Dispo Co. Ltd. Dispo entsorgt Gewerbeabfälle in Obihiro und den<br />
umliegenden Gemeinden. Für die Verarbeitung der organischen Abfälle hat das Unternehmen 2017 eine<br />
Biogasanlage mit 150 kW Leistung von Tsuchiya Dairy Equipment & Systems in Betrieb genommen.<br />
Arita Hirotaka, Betriebsleiter der<br />
Biogasanlage von Dispo Co.Ltd.<br />
Aufgrund von internationalem Druck hat Japan seine<br />
Klimaziele nachgebessert und unter anderem den<br />
6. Energieversorgungs-Plan vorgelegt. Die schlechte<br />
Nachricht zuerst: Entgegen vorheriger Versprechen<br />
wird der Atomenergie wieder ein Anteil von einem<br />
Fünftel am Energiemix zugedacht. Die gute Nachricht:<br />
Der Anteil der Erneuerbaren soll bis 2030 auf<br />
insgesamt 36 bis 38 Prozent steigen. Wasserstoff<br />
soll eine wichtige Rolle spielen. Und mit 3,7 bis 4,6<br />
Prozent bis 2030 soll Biomasse an Bedeutung gewinnen,<br />
auch als Wirtschaftsmotor in ländlichen Regionen.<br />
Davon wird Biogas profitieren.<br />
Auch lässt sich der Biogasanteil von derzeit 85 Megawatt<br />
als positiver Trend sehen, stellt er doch einen<br />
nicht unerheblichen Anstieg im Vergleich zu sieben<br />
Megawatt in 2012 dar. Die Autoren der eingangs erwähnten<br />
Studie des ECOS-Institutes erwarten deshalb<br />
ein starkes Wachstum des Biogasmarktes noch<br />
in dieser Dekade.<br />
Erst 10 Prozent der anfallenden<br />
Wirtschaftsdünger werden vergoren<br />
In der Verwendung von Nutztier-Exkrementen sehen<br />
sie ein Potenzial von 1,65 Gigawatt elektrischer Leistung.<br />
Die Nutzung von Energiepflanzen kommt aufgrund<br />
der geringen Verfügbarkeit von Ackerflächen<br />
im Land nicht infrage. Von Mist und Gülle aber werden<br />
bisher gerade einmal 10 Prozent energetisch genutzt.<br />
Großes Potenzial sehen die Experten auch für<br />
Lebensmittelabfälle aus der Industrie als Substrat.<br />
Organische Siedlungsabfälle können aufgrund ihrer<br />
Trennung lediglich in brennbar und nicht-brennbar<br />
bisher nicht genutzt werden. 6,5 Millionen Tonnen<br />
Lebensmittelabfälle fallen jedes Jahr in Japan an.<br />
Das meiste wird kompostiert oder zu Viehfutter verarbeitet.<br />
Doch arbeiten immerhin 42 Biogasanlagen<br />
im Land mit industriellen Lebensmittelabfällen. Das<br />
aber kann Tücken haben. Davon kann Arita Hirotaka<br />
von der Dispo Co.Ltd. ein Lied singen. Schon von<br />
weitem ist das Logo des Abfallentsorgers, ein großes<br />
I love Recycle mit einem roten Herz, an der weißen<br />
Halle am Rande von Obihiro zu sehen. Auf dem Hof<br />
stehen Müllfahrzeuge und Tankwagen.<br />
Dispo entsorgt Gewerbeabfälle in Obihiro und den<br />
umliegenden Gemeinden. Für die Bearbeitung der<br />
organischen Abfälle hat das Unternehmen 2017<br />
eine Biogasanlagen mit 150 kW von Tsuchiya Dairy<br />
Equipment & Systems in Betrieb genommen. „Bis<br />
zum Mai 2022 ist die Anlage sehr gut gelaufen, mit<br />
über 1.100 Megawattstunden elektrischer Leistung<br />
manche Jahre sogar über unseren Erwartungen“, erklärt<br />
der Betriebsleiter.<br />
„Die Entpackungsmaschine funktioniert gut und die<br />
Substrate lassen sich einfach organisieren.“ In der<br />
Umgebung arbeiten ein Hersteller von Kartoffelchips<br />
sowie eine Firma, die aus rotem Bohnenmus traditionelle<br />
Süßigkeiten herstellt. Zudem gibt es Molkereien<br />
sowie Milchviehbetriebe. „Der Weg über die Biogas-<br />
Anlage ist schneller und kostengünstiger als die Stoffe<br />
zu kompostieren.“<br />
Zudem heizt die Abwärme ein kleines Gewächshaus<br />
mit Tomaten und Salat, die sich besonders im Winter<br />
gut an lokale Supermärkte verkaufen. Trotzdem<br />
ist die Einspeisevergütung für die erzeugte elektrische<br />
Energie die Säule der Finanzierung der Anlage.<br />
Umso ärgerlicher ist eine Betriebsstörung, wie es sie<br />
zwischen Mai und Oktober 2022 gegeben hat. „Wir<br />
hatten zu viel Molke in das Substrat gemischt“, erzählt<br />
Arita Hirotaka offenherzig. Die Folge war eine<br />
Übersäuerung im Fermenter.<br />
„Also mussten wir den Fermenter entleeren, dabei<br />
haben wir auch noch 120 Tonnen Feststoffe herausgeholt<br />
und den Beton mit einer Kunststoffschicht<br />
überzogen, um ihn vor Säureangriff zu schützen“,<br />
114
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
INTERNATIONAL<br />
Abeno Harukas, mit 300 Metern das höchste<br />
Gebäude Japans. Es befindet sich eine<br />
Biogasanlage im Keller.<br />
blickt Hirotaka zurück. Doch wegen der<br />
auf 20 Jahre garantierten Einspeisevergütung<br />
ist er zuversichtlich, dass die Anlage<br />
ihr Geld verdienen wird. Sogar in eine<br />
zweite will die Firma investieren, wegen<br />
der ungesicherten Netzanbindung würde<br />
diese elektrische Energie für den Eigenbedarf<br />
liefern.<br />
Biogasanlage im Hochhaus<br />
Mit Lebensmittelabfällen in der Biogasanlage<br />
kennt Masara Komori sich aus.<br />
„Ich kontrolliere die Anlage jeden Tag.“<br />
Der Leiter für die Haustechnik des mit<br />
300 Metern höchsten Skyscrapers Japans<br />
trägt eine schlichte Krawatte zur<br />
grauen Monteursjacke und eine Hornbrille.<br />
Sein Arbeitsplatz aber, Abeno Harukas<br />
in Downtown Osaka, kann mit einigen<br />
Superlativen aufwarten: Auf den unteren<br />
Stockwerken betreibt die Kette Kintetsu<br />
auf 100.000 Quadratmetern das größte<br />
Kaufhaus Japans, zu dem auch eine gigantische<br />
Lebensmittelabteilung gehört.<br />
Es gibt außerdem 50 Restaurants im Gebäude,<br />
ein Kunstmuseum, eine Bahnstation<br />
sowie Büroflächen auf über 300.000<br />
Quadratmetern. Masara Komori ist einer<br />
von 8.000 Menschen, die in dem Gebäude<br />
arbeiten. Doch im Unterschied zu den<br />
meisten anderen hat er den Schlüssel für<br />
jede Tür. Und der Ingenieur weiß immer,<br />
wo er sich gerade befindet. Zielstrebig<br />
eilt er durch die Gänge der fünf Kellergeschosse,<br />
vorbei an Angestellten, die leicht<br />
vornübergebeugt ratternde Rollwa-<br />
115
INTERNATIONAL<br />
BIOGAS JOURNAL | 2_<strong>2023</strong><br />
Abeno-Harukas-Gebäude: In diesem<br />
Raum werden die organischen<br />
Abfälle aus den rund 50 Restaurants<br />
und die Abfälle der Lebensmittelabteilung<br />
des Kaufhauses zerkleinert.<br />
Im Abeno-Harukas-Gebäude nutzen<br />
einige Restaurants heißes Wasser<br />
aus einem Boiler, der mit Methan<br />
aus der hauseigenen Biogasanlage<br />
betrieben wird. f<br />
Die nächtliche Straßenszene<br />
in Tokio macht unter<br />
anderem deutlich, warum<br />
Japan einen so hohen<br />
Strombedarf hat.<br />
gen voller Waren vor sich her schieben,<br />
zum Treffpunkt der Putzkolonne eilen<br />
oder in lindgrüner Uniform zu ihrem Arbeitsplatz<br />
als Fahrstuhlführerin.<br />
Biogas für den Heißwasserboiler<br />
Unter der Decke schlängelt sich ein weitverzweigtes<br />
Geflecht aus Sprinkleranlagen<br />
und blitzblanken Versorgungsleitungen.<br />
Eine davon gehört zu einem Boiler für<br />
das Heißwasser einiger der Restaurants<br />
im Gebäude. Betrieben wird dieser mit<br />
täglich 60 Kubikmeter Methan aus der<br />
hauseigenen Biogasanlage. Die steht im<br />
dritten Untergeschoss. Nach unzähligen<br />
Stahltüren und vielen Hundert Metern<br />
Flur aus hellem Beton steht Masara Komori<br />
endlich davor.<br />
Nachdem die organischen Abfälle aus<br />
den Restaurants und der Lebensmittelabteilung<br />
des Kaufhauses gesammelt und<br />
zerkleinert worden sind, landen sie hier<br />
in einem 34 Kubikmeter großen Silo, um<br />
mit Wasser vermischt und in die jeweils<br />
106 Kubikmeter großen zwei Fermenter<br />
gepumpt zu werden. Geruchsbelästigungen<br />
vermeidet ein Ozon-Filter. „Im Großen<br />
und Ganzen läuft die Anlage ohne<br />
Probleme, nur manchmal verstopfen Eierschalen<br />
oder sehr faserige Abfälle die<br />
Leitungen und Pumpen. Wir müssen<br />
die Mitarbeiter einfach noch viel besser<br />
schulen“, resümiert Komori.<br />
Die umgerechnet rund 200.000 Euro<br />
teure Anlage wurde zur Hälfte von der<br />
japanischen Regierung finanziert. Das<br />
heiße Wasser ist für die Nutzer kostenlos.<br />
„Wir reduzieren dafür die Abfallmengen<br />
sowie den Methanausstoß“, so<br />
Komori. Zudem bekommt sein Arbeitgeber<br />
jede Menge öffentliche Aufmerksamkeit<br />
für die Biogasanlage in einem<br />
der höchsten Häuser der Welt. Aber das<br />
ist auch in Ordnung. Schließlich zeigen<br />
Masara Komori und sein Team, dass Biogas-Technologie<br />
sehr wohl auch im Urbanen<br />
gut funktionieren kann.<br />
Autor<br />
Klaus Sieg<br />
Freier Journalist<br />
Rothestr. 66 · 22655 Hamburg<br />
01 71/6 39 42 62<br />
klaus@siegtext.de<br />
www.siegtext.de<br />
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