Das Endlager unter die Haube bringen

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1 Bei der Abdeckung eines vorhandenen Behälters müssen Mittelstütze und Holzkonstruktion für das Tragluftdach zur Statik des Behälters passen. Foto: Reinhold Das Endlager unter die Haube bringen Nach dem EEG 2012 müssen neue Gärrestlager abgedeckt werden. Außerdem sind 150 Tage Verweilzeit vorgeschrieben. Die Auswirkungen auf alte und neue Biogasanlagen beschreibt Dr. Gerd Reinhold, Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft. 12 Das seit Januar 2012 geltende Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG 2012) hält so manche böse Überraschung für Biogasanlagenbetreiber bereit. Dazu zählt unter anderem die Vorschrift in 6, dass neu gebaute Gärrestlager technisch gasdicht abgedeckt sein müssen. Gleichzeitig muss die Mindestverweildauer des eingefüllten Substrats im gasdichten System mindestens 150 Tage betragen. Damit soll die Emission des klimaschädlichen Methans aus Bio-

2 gasanlagen reduziert werden. Die Regelung betrifft nicht nur Betreiber von neuen Anlagen. Auch Landwirte, die eine bestehende Anlage erweitern wollen, kann diese Vorschrift treffen. Das ist der Fall, wenn z.b. ein zusätzlicher Nachgärer oder ein neues Gärrestlager zusammen mit einem neuen Blockheizkraftwerk (BHKW) errichtet und dann als neue Biogasanlage nach dem EEG 2012 eingestuft werden. Die Forderung nach 150 Tagen Mindestverweildauer hat eine Reihe von Auswirkungen auf folgende Bereiche: Substratauswahl, Bau- und Betriebskosten, Genehmigungsverfahren. spez. Kosten /m Substratauswahl: Die Festlegung auf 150 Tage Verweilzeit macht den Betreiber bei der Substratauswahl sehr unflexibel. Denn bei einem Wechsel der Substrate können sich schnell andere Verweilzeiten ergeben. Bei Gülle liegt diese zwischen 30 und 60 Tagen, bei Silage dagegen zwischen 50 und 100 Tagen. Wie auch Untersuchungen an bestehenden Anlagen zeigen, sinkt die mittlere Verweilzeit bei höherem Gülleanteil deutlich. Das bedeutet: Um die 150 Tage Verweilzeit bei hohem Gülleeinsatz einhalten zu können, muss das Gärvolumen entsprechend groß sein. Damit verteuern sich diese Anlagen erheblich. Praktiker werden dadurch angeregt, den Gülleanteil auf das verfahrenstechnisch nötige Maß zu begrenzen. Auch beim Austausch von Getreide Übersicht 1: Investitionskosten für offene und gasdichte Gärrestlager Gärrestlager gasdicht Gärrestlager offen Gärrestlagergröße m 3 Für gasdichte Betonbehälter mit bis m³ Volumen liegen die spezifischen Herstellungskosten zwischen 65 und 110 /m³. Grafik: Woite Abdeckung eines Biogas-Behälters mit einer neuen Folienhaube: Die Kosten können bis zu 50 % der gesamten Behälterkosten ausmachen. Quelle: KTBL, KU 2011, eigene Erhebung durch Silage kann es vorkommen, dass das errichtete, gasdicht abgedeckte Volumen nicht mehr für den Nachweis der 150 Tage ausreicht. 2. Bau- und Betriebskosten: Bei den Mehrkosten für die gasdichte Abdeckung des Gärrestlagers werden oft nur die Kosten der eingesetzten Folienhauben einkalkuliert. Das ist aber zu kurz gesprungen. Denn zusätzlich müssen folgende Kosten mit berücksichtigt werden: Traglufthaube (Doppelfolie) mit Unterbau, passiver Korrosionsschutz, inkl. Sandstrahlen, Untergrundvorbehandlung (ca. 45 /m²), Anschluss des Gasraums an das Gassystem, Rührwerk inklusive Anschluss etc., da externe Mixer wegen des Foliendachs nicht mehr einsetzbar sind. Dazu kommen die Kosten für die Isolierung. Auch wenn sie eigentlich nicht notwendig wäre, wird sie häufig angebracht. Gründe hierfür sind neben der besseren Ausgasung auch die Vermeidung extremer thermischer Spannungen im Beton. Nach Herstellerangaben ergeben sich für gasdicht abgedeckte Betonbehälter mit bis m³ Volumen spezifi- 13 Foto: MT Energie

3 Übers. 2: Abdeckung bei Anlagen mit Gülle- und Maiseinsatz Einheit Gülleanlage Maisanlage Gülleeinsatz (8 % TS) m³ Maisanteil % FM 23 % 60 % Verweilzeit (Fermenter) Tage Fermentergröße m³ Größe gasdichtes GRL m³ Größe offenes GRL m³ Das Gärrest lager (GRL) bei der Gülleanlage wäre dreimal so groß wie bei der Maisanlage. Foto: Einhoff Im Gärrestlager muss auch ein Rührwerk nachgerüstet werden, was weitere Kosten verursacht. sche Herstellungskosten zwischen 65 und 110 /m³ (Übersicht 1). Mehr als 50 % der Kosten verursacht dabei die gasdichte Abdeckung. Vergleicht man nun eine gülleund eine maisdominierte Biogasanlage mit einer Leistung von 200 kw, unterscheiden sich die Anlagen bei gleicher Substratzufuhr (2,5 kg/m² und Tag) erheblich. Die Maisanlage benötigt neben einem etwas kleineren Fermenter ein wesentlich kleineres gasdichtes Gärrestlager (Übersicht 2). Unterstellt man einen Mehraufwand für die gasdichte Lagerung bei der Gülleanlage von 50 /m³, so ergibt sich allein aus der gasdichten Gärrestlagerung ein Kostenvorteil von für die maisdominierte Anlage. Allerdings ist ein Umbau bzw. die nachträgliche gasdichte Abdeckung vor- handener Lagerstätten oft zu teuer oder aus technischen Gründen nicht möglich. Der Neubau eines gasdichten Gärrestlagers schafft zwar mehr Güllelagerkapazität, aber zu sehr hohen Kosten. Zusätzlich sind für die Homogenisierung des Behälterinhaltes zusätzliche Stromkosten für die Rührwerke zu kalkulieren. Überschlägig kann man von einem mittleren Leistungsbedarf von 1 bis 3 Watt pro m³ Behältervolumen ausgehen, woraus sich Kosten von 1 bis 2 / m³ Gülle ergeben können. Der Gülleeinsatz führt aber auch zu höheren Einnahmen, die den höheren Kosten gegenübergestellt werden müssen. Denn Gülle fällt nach dem neuen EEG in die Einsatzstoffvergütungsklasse II. Beim Einsatz der hier gelisteten Substrate erhält der Betreiber 8 Ct/kWh und damit 2 ct/kwh mehr als bei Stoffen wie Mais, der unter die Einsatzstoffklasse I fällt (6 Ct/kWh). Bei einem unterstellten Stromertrag von 50 kwh/m³ Gülle ergibt sich beim Gülleeinsatz ein ökonomischer Vorteil von 1 /m³. Weiterhin ersetzt 1 m 3 Gülle Kosten für Mais in Höhe von ca. 4. Die ökonomischen Vorteile reichen jedoch oft nicht aus, um den Mehraufwand zu kompensieren vor allem dann nicht, wenn noch Transportkosten anfallen. Die Folge in der Praxis dürfte eine geringere Güllenutzung sein. Damit bleibt Gasbildungspotenzial, das deutschlandweit in der Größenordnung von ha Maisanbaufläche liegt, ungenutzt. Werden Behälter gasdicht abgedeckt, fällt der Anlagenbetreiber wegen des zusätzlichen Biogaslagerraums nicht selten unter die Störfall-Verordnung. 14 Foto: Einhoff 3. Genehmigungsrecht: Bei einer Überschreitung des Speichervolumens von 10 t Biogas in der Anlage ist eine Genehmigung nach der Störfallverordnung erforderlich. Grund: Mit der gasdichten Abdeckung der Gärrestlager, die

4 Nur minimale Vorteile für die Umwelt In einer Biogasanlage sind folgende Quellen für Methanemissionen zu beobachten: Leckagen und Undichtigkeiten, z. B. bei Seildurchführungen oder bei den Folienhauben der Fermenter, Methanschlupf an den BHKW, Restgasemission aus dem Gärrestlager. Die ersten beiden Emissionsquellen lassen sich durch Wartung bzw. konstruktive Maßnahmen im Motor minimieren. Anders ist es bei einem offenen Gärrestlager. Emissionen verursachen hierbei nicht ausreichend ausgefaulte Substrate. Ihr so genanntes Restgaspotenzial beschreibt die theoretisch mögliche Emissionsmenge. Sie hängt ab von der Substratart, der Verweilzeit des Substrates im Fermenter, der Zufuhrmenge und der Vergärungstemperatur. Das Restgaspotenzial wird unter Normbedingungen bei 37 C im Labor bestimmt. In der Praxis herrschen allerdings häufig niedrigere Temperaturen im Gärrestlager, so dass die tatsächlichen Restgasemission immer wesentlich niedriger sind als das Potenzial. Das zeigt auch eine Untersuchung an 17 Thüringer Biogasanlagen: Bei einer Gärtemperatur von 25 C, die der Lagerung des Gärrestes im Sommer entspricht, wurden nur 40 % des ermittelten Restgaspotenzials in Form von Methan emittiert. Bei 10 C entwich kaum noch Gas. Daraus lässt sich ableiten, dass im Winter keine Methanemissionen aus einem offenen Endlager zu erwarten sind. Daher wäre es wünschenswert gewesen, wenn sich der Gesetzgeber beim EEG an die bestehende VDI-Richtlinie 3457 (Emissionsminderung, Biogasanlagen in der Landwirtschaft) angelehnt hätte. Denn nach der Richtlinie braucht der Anlagenbetreiber das Gärrestlager nicht gasdicht abdecken, wenn das Restgaspotenzial nachweislich unter 1,0 % (bzw. 1,5 % bei Bestandsanlagen) liegt. Zu beachten ist hier aber, dass die VDI keine Gesetzeskraft hat und damit diese Regelung in der Praxis nicht das EEG ersetzt. 15

5 Übersicht 3: Was Sie bei der Abdeckung des Gärrestlagers beachten müssen 16 Fermenter Nachgärer Gasdicht abgedecktes Volumen: 150 Tage Mindestverweilzeit (EEG 2012) Ziel: CH 4 -Emissionsvermeidung Gärrestlager gasdicht Biogasverwertung Güllelager Güllelagerkapazität: Mindestgröße 180 Tage Lagerzeit Ziel: Hohe Düngewirkung (Ausgleich kontinuierlicher Anfall und saisonaler Bedarf) Beim Gärrestlager sind einerseits die 150 Tage Verweilzeit nach EEG einzuhalten, andererseits aber auch 180 Tage Lagerzeit für die Gülle. Grafik: Rommel in der Regel ein- bis zweimal pro Jahr geleert werden, entsteht ein sehr großes Gasvolumen. Denn neben dem Volumen des Gasspeichers wird auch das gesamte Behältervolumen des Fermenters zur Berechnung des Speichervolumens herangezogen. Entsprechend dem Methangehalt wiegt Biogas zwischen 1,34 kg/m³ (50 % CH 4 ) und 1,28 kg/m³ (55 % CH 4 ). Daher wird die Grenze von 10 t bei einem Gasspeichervolumen zwischen und m³ erreicht. Unterstellt man eine 250-kW-Anlage mit einer täglichen Substratzufuhr von 2,5 kg/m³ Fermentervolumen, so führt ein Gülleanteil von 50 bis 60 % schon zur Überschreitung der Zehn-Tonnen-Grenze. Die Anlage würde demnach der Störfallverordnung unterliegen. Wer also mehr als 60 % Gülle einsetzen will, um die Wärmenutzungspflicht zu umgehen, erkauft sich dieses mit erhöhten Genehmigungsanforderungen. Fällt die Biogasanlage unter die Störfallverordnung, muss der Betreiber eine Reihe von neuen Dokumentations- und Überwachungspflichten erfüllen. Dazu kommen der Aufwand für die Erstellung der Genehmigungsunterlagen und weitere Kosten. Probleme kann der Betreiber aber auch bei der Vorstellung des Vorhabens z. B. im Gemeinderat oder der Bürgerversammlung bekommen. Denn der Begriff Störfallanlage könnte die Bürger abschrecken. Die Pflicht zur Abdeckung des Gärrestlagers bedeutet nicht nur Mehrkosten. Der Betreiber soll einerseits die 150 Tage Verweilzeit einhalten. Er muss Abdeckpflicht auch für Altanlagen? Von der Pflicht zur Abdeckung des Gärrestlagers sind nur Neuanlagen betroffen, die nach dem 1. Januar 2012 ans Netz gehen. Betreiber älterer Anlagen müssen das Gärrestlager nur dann abdecken, wenn sie unter das EEG 2009 fallen und eine nach dem Bundesimmissionsschutz- Gesetz genehmigte Anlage besitzen. Knifflig wird es bei einer Erweiterung. Wenn ab 2012 ein neues Gärrestlager gebaut wird, müssen Betreiber abdecken, die unter das EEG 2012 fallen; Betreiber älterer Anlagen nur dann, wenn sie nach BImSchG genehmigt wurden. Dies sind jedoch nur die Anforderungen nach dem EEG, erklärt Rechtsanwalt Dr. Helmut Loibl aus Regensburg. Denn es Schnell gelesen Die Pflicht zu einem gasdicht abgedeckten Gärrestlager sowie eine Verweilzeit von 150 Tagen führt zu erheblichen Mehrkosten. Die Gülle wird als Substrat unattraktiv, ihr Einsatz dürfte sich daher verringern. Viele Anlagen fallen mit abgedeckten Endlagern wegen des großen Gasspeichervolumens unter die Störfallverordnung, was die Genehmigungsauflagen erschwert. aber auch nach den Länderverordnungen über Anlagen zum Umgang mit wassergefährdenden Stoffen 180 Tage Gülle lagerkapazität vorhalten. Das gasdicht abgedeckte Gärrestlager hat somit eine Doppelfunktion. Wenn z. B. der in Übersicht 3 als Nachgärer bezeichnete Behälter als Gärrestlager genutzt wird, ist eine Anrechnung des Volumens auf die 180 Tage Lagerzeit möglich. Das Behältervolumen wird dann aber bei der Gasspeicherkapazität nach der Störfallverordnung angerechnet, da ja Gärrestlager regelmäßig entleert werden. könnte sein, dass eine Genehmigungsbehörde auch von baurechtlich genehmigten Anlagen eine Abdeckung nach der VDI-Richtlinie 3475 fordert. Baut der Betreiber zusätzlich zum Gärrestlager auch ein neues Blockheizkraftwerk dazu, kann es sein, dass diese Anlage als neue Anlage nach dem EEG 2012 eingestuft wird (siehe Energiemagazin 1/2012). Dann hätte der Betreiber alle Pflichten nach dem EEG 2012 zu erfüllen, also z. B. zur Nutzung von 60 % der Wärme sowie zur Einhaltung der 150 Tage Verweilzeit. Betreiber sollten vor jeder Änderung der Altanlage, insbesondere bei Änderung oder Erweiterung des BHKW, den Rat eines Fachjuristen hinzuziehen. -neu-