Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte eines verstärkten Gülleeinsatzes

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1 Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft Naumburger Str. 98, 7743 Jena Technische und betriebswirtschaftliche Aspekte eines verstärkten Gülleeinsatzes Biogas-Schwerpunkt aktuelle Rahmenbedingungen Bernburg, G. Reinhold Anzahl Entwicklung Biogasanlagenbau in Deutschland (Quelle: Fachverband Biogas) EEG 2 WD+Abfall Wind - Stromeinspeisegesetz EEG 29 WD+Reststoff EEG 24 NaWaRo Inst. Leistung Prognose Prognose MW

2 Gülle- und WD- Anteile in BAG (Thüringen, gruppiert nach Inbetriebnahmejahr) Veränderung des Gülle und WD-Anteils in Thüringer BGA 1% 8% Gülleanteil WD Anteil EEG 24 Wirkung WD Anteil 6% 4% 2% % Inbetreibnahmejahr Entwicklung des Substrateinsatzes Entwicklung des Substrateinsatzes in Thüringer BGA (Bezug Frischmasse, kummulativ) Substratmenge t/d ZR, K, Futter GPS G AWS Mais StM HTK SG RG EEG 24 NAWARO Gülle, Mist, HTK Inbetriebnahmejahr

3 Entwicklung der Methanerzeugung 35. CH4-Bildungsquellen in Thüringer BGA (kummulativ) CH4 (m³/d) CH4 Erzeugung gesamt CH4 Erzeugung aus WD EEG Inbetreibnahmejahr Wirtschaftsdüngereinsatz Thüringen WD-Anteil Thüringer Biogasanlagen (Mittelwert 65 %) (Stand ) 1% 8% 6% Mittelwert 65 % 4% EEG Grenze 3 % 2% 26 % der Anlagen kleiner 3 % WD % (Oft mit Trockenvergärungsbonus)

4 Wirkungen des Gülleeinsatz Vorteile: Zufuhr Methanbakterien und Mikronährstoffe Kostenfrei + Güllebonus Ersatz von Fläche Hydraulik im Fermenter Ammonifizierung Geruchsverminderung Hygienisierung Nachteile: Geringer TS-Gehalt Aufheizbedarf steigt Vergrößerung der Fermentatoren Verweilzeitverkürzung gasdichte Gärrestlager Bürokratie (Gutachter) Wärmebilanz der BGA Legende: 15 nutzbare Wärme kw Leistungsbedarf Wärmeverlust kw Leistungsbedarf Aufheizung kw ohne Einsatz von Getreide kw Wärme mit Einsatz von Getreide kw Wärme Jan Mrz Mai Jul Sep Nov Jan Mrz Mai Jul Sep Nov

5 Anlagenauslegung Schweinszucht mit 2 m³/a (2..3 % TS), teilweise Güllenutzung Was ist Gülle wert???? - für den Landwirt * Düngewert - für die Biogasanlage * Güllebonus * Gasbildung

6 Methoden zur Bewertung des Güllewerts für die Biogasanlagen Nährstoffveränderungen durch Biogaserzeugung (N-Verluste?, Humus) durch Ko-Substrate (Mais, HTK...) Transportkosten Nutzungskosten gegenüber Austauschfrucht Bewertung der Nährstoffe Inhaltsstoffe der Biogasgülle Biogasgülle Rohgülle N brutto kg/m³ 5,97 3,32 N anzurechnen kg/m³ 3,58 1,99 P kg/m³ 1,43,58 K kg/m³ 5,76 3,88 Mg kg/m³,69,44 Humus C-Gehalt d. Biogasgülle kg/t 1,4,99 Nährstoffwert der Biogasgülle /m³ 6,9 3,48 Güllewert steigt um 2,6 /m³ (Brutto) Ursache: HTK Einsatz in der Biogasanlage

7 Einsparung von NAWARO-Substrat durch WD-Einsatz Zu beachten: (ca. 1,5... 2,5 /t Transportkosten für 4 km) - Hin- u. Rücktransport oder nur Hintransport - Lagerraumbedarf und Verwertungsgebiet - Verweilzeitveränderung im Prozess - TS Gehalt ist entscheidend für Transportwürdigkeit 1 t Maissilage (32 % TS, 32 l CH 4 /kg ots) entspricht: 12,7 m³ Schweinegülle mit 4 % TS 7,6 m³ Rindergülle mit 8 % TS 1,95 t Stallmist mit 25 % TS 1,9 t Trockenkot mit 4 % TS Nutzungskosten Gülle gegenüber Mais 5, Bezug: Gaserzeugung Wert von Rindergülle für die Biogaserzeugung (Methanausbeute: Gülle 2 l/kg ots, 8 % TS, Mais 35 l/kg ots, 32 % TS) 4, Güllewert /m3 3, 2, 1,, 3 /t FM 35 /t FM 4 /t FM Maissilagepreis

8 Bewertung des Güllewerts (Landwirt) +/- Nährstoffgehalte (wirksame) - Transporkosten und Mehraufwand Lager = Wert der Gülle Bewertung des Güllewerts (BGA) + Gasertrag (wirksame) bzw. Gesparter Kosten NAWARO + Güllebonus (?) - Transportkosten und Mehraufwand Verfahren = Wert der Gülle Achtung Rückwirkung aus das Verfahren beachten (Verweilzeit)

9 EEG Novelle Güllebonus im NAWARO-Bonus Ziel: Erschließung Wirtschaftsdüngermengen für kleine Betriebe, Ausgleich investiver Mehraufwand Anforderung: > 3 Ma-% Gülle (jederzeit) Bonushöhe: +4 ct/kwh bis 15 kw +1 ct/kwh bis 5 kw nicht für Erdgaseinspeisung auch für Altanlagen EEG Novelle Vergütungshöhe bei Anlagenleistung Inbetriebnahme 29 Grundvergütung NAWARO-Bonus Gülle-Bonus (>3 %) 15 kw 11,67 7, 4, 3, 5 kw 9,93 7, 1,9 3, 75 kw 9,37 6, 1,27 2,67 1 MW 9,9 5,5,95 2,5 KWK-Bonus Technologie ökonomischer Zwang 2, (1,) zur 2, 3 (1,) % Gülleeinsatz 2, (1,) 2, (1,) Immissons-Bonus Besserstellung von 1, Kleinanlagen 1,,67,5 Landschaftspflege- Biogas auch bei geringeren 2, 2, Gülleanfall 1,33 1, Bonus

10 Nachweis des Gülleanteils (> 3 Ma-%) In der Begründung des EEG steht Wägung - Nachweis über Einsatzstofftagebuch!!! (Urkunde) - Plausibilisierung Auslegungsvorschlag durch Umweltgutachter KTBL: über: - Tierbestand (Anfall nach Richtwerte DVO), mittlere Ertragshöhe, - Gülleanteil grundsätzlich jeden Tag einhalten - Messeinrichtungen der BGA, Pumpenlaufzeiten - Füllstandsmessungen in den Behältern der Biogasanlage - Probewägung z.b. der Radladerschaufeln - Lieferscheine bei betriebsfremde Substrate Defektes!! ) - bei technischen Defekten / Störungen ist Monatsbilanz zwingend (Achtung: Nachweispflicht d. - Rahmenbedingungen: - Sonderregelungen für Tierseuchen - für flüssige WD gilt: 1 m³ = 1 kg = 1 t (Vorschlag KTBL) - bei wesentlicher Überschreitung der 3 % keine Tiefenprüfung - Einhaltung jederzeit EEG 29 NAWARO-Bonus Voraussetzungen: - - Gärrestlager gasdicht abgedeckt - Ab , wenn BISchV-pflichtig - Gasverbrauchseinrichtung für Störfall bzw. Überproduktion - aber keine Reglungen zur Größe im EEG, ggf. Ausgründung der BGA als Lösung Mittler Beckengröße (Thüringen 26) Rundbecken Erdbecken 2.51m³ m³ 6.16 m³ m³ n 81 58

11 Aufbau einer Biogasanlage Biogasverwertung Reaktor Nachgärer Gärrestlager (gasdicht) Güllelager Gärrestlager: Alle beweglichen und unbeweglichen Behälter die mit der BGA über techn. Einrichtungen fest verbunden, bzw. im unmittelbaren räumlichen Zusammenhang stehen Güllelager sind nicht gasdicht abzudecken wenn: Tatsächliche CH 4 -Emission so gering, dass sie unter Berücksichtigung des Gesetzes u. der Verhältnismäßigkeit hinzunehmen ist Quelle: Loib, Maslaton, von Bredow BGA im EEG29 1 BGA mit unterschiedlichen Substraten und Verweilzeiten 1 Einfluss der Verweilzeit auf das Restgaspotential (Reaktorablauf, HBT 35 C, 3 d) Restgaspotential l N /kg ots Biogas l/kg y = 3251x -1,771 R 2 =,895 Methan l/kg y = 34472x -1,912 R 2 =, Verweilzeit (d)

12 Restgaspotenzial Maximal mögliche Gasbildung unter optimalen Bedingungen, Temperatur C lange Verweilzeit zu Ausgasung Optimale Biologie (Bakterienzusammensetzung) im Labor bestimmbar Restgasemission Unter den konkreten Bedingungen entstehende Gasbildung, in der Praxis reduzierbar durch: Temperaturabsenkung Verweilzeitverlängerung in Praxis zu messen Restgaspotenzial 1 % >> Restgasemission...1 % Güllelager- und Erdtemperatur (Berlstedt 1984) Gülletemperatur Erdtemperatur Lufttemperatur

13 Trends / Zusammenfassung Deutliche Steigerung des Gülleeinsatzes Bau von Kleinanlagen auf WD Basis ( kw) Erschließung von festen WD (Stallmist, HTK,) sowie Nebenprodukten als Substrate (aber z. Z. keine Anrechnung von Pferdemist auf die 3 %) Bau von Gaseinspeiseanlagen in Abhängigkeit vom WW-Preis, Flächenbereitstellung??) Gefahr des Gülletourismus, Güllevermietung,... weitere Infos Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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