Biogas in Sachsen Monitoring 2010

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1 Biogas in Sachsen Monitoring 2010 Biogasfachgespräch, Leipzig den BGA Jesewitz Dr. Claudia Brückner, LfULG, Ref Dr. Claudia Brückner, LfULG,Referat 24 1

2 Inhalt Biogaserzeugung - aktueller Stand in Sachsen Anlagenmonitoring 2010 ausgewählte Ergebnisse Fazit - Ausblick 2

3 Biogaserzeugung in Sachsen Stand : Stand : Insgesamt mindestens 217 Biogasanlagen am Netz [ 91,866 MW el ]; darunter: ca. 188 in Landwirtschaftsbetrieben [ 77,551 MW el ); mit einer durchschnittlicher Anlagenleistung von 422 kw el ca. 19 gewerbl. betrieb. Anlagen (Substratzukauf) [14,315 MW el ] davon 8 Abfallanlagen [4,303 MW el ] 11 an Kläranlagen [3,278 MW el ] Quelle: SMUL TENDENZ > mindestens 240 Anlagen in Betrieb MWel 3 Quelle: LfULG, Ref. 24, eigene Erhebungen/Recherchen; kein Anspruch auf Vollständigkeit!

4 Biogaserzeugung in Sachsen Stand : nach Leistungsklassen Stand : Verteilung Biogasanlagen-Kategorien 1% 2% 2% 5% 41% 49% bis 75 kwel 80 bis 150 kwel 151 bis 500 kwel 501 bis kwel >1.000 kwel > 750 kwel 4

5 Biogaserzeugung in Sachsen Stand : Stand : Biogaseinspeisung in das Erdgasnetz : Insgesamt 9 Einspeiseanlagen bekannt, davon 4 in ldw. Unternehmen zurzeit 3 Anlagen angeschlossen in Prüfung nach Störfall-VO: 23 Biogasanlagen 5

6 Anlagenbestand nach Landesdirektionen V e r t e i l u n g d e r B i o g a s a n l a g e n n a c h L a n d e s d i r e k t i o n e n 26 % 2 6 % 37 % 3 7 % 37 % 3 7 % Chemnitz Dresden Leipzig L D C h e m n itz L D D r e s d e n L D L e ip z ig S ta n d : , k e in A n s p r u c h a u f V o lls tä n d ig k e it; e ig e n e Er h e b u n g e n 6 Stand , kein Anspruch auf Vollständigkeit

7 Anlagenleistung nach Landkreisen Anlagenleistung (kwel) Erzgebirgskreis LK Mittel SN,Krsfr.Stadt C LK Zwickau Vogtlandkreis Krsfr.Stadt DD LK SSZ/Osterzgebirge LK Bautzen LK Löbau LK Görlitz LK Meißen Krsfr.Stadt Lpz LK Lpz LK Nord SN durchschnittl. sächs. landw. BGA: 422 kwel kwel, ges.ibetrieb,ibau,ipl kwel, ldw. i.betrieb 7 Stand: , eigene Recherchen; kein Anspruch auf Vollständigkeit!

8 Entwicklung der BGA in der Sächsischen Landwirtschaft Zuwachs 2010 zu 2011 resultiert überwiegend aus Erweiterungen an bestehenden Biogasanlagen Neubau und Satelliten - BHKW ca. 4,787 MW el Zuwachs an elektrischer Leistung bei ldw. BGA Stand Anzahl und Leistung von landwirtschaftl. Biogasanlagen in Sachsen k W el-leis tung kw der neu in Betrieb genommenen Anlagen kw der bestehenden Anlagen Anzahl BGA, gesamt A n zah l Stand , kein Anspruch auf Vollständigkeit

9 Förderung der BGA in der Sächsischen Landwirtschaft ca. 65% der Biogasanlagen in der Landwirtschaft sind von Freistaat gefördert worden (tws. mit Gärrestlager und Siloanlage) 9

10 Inhalt Biogaserzeugung - aktueller Stand in Sachsen Anlagenmonitoring 2010 ausgewählte Ergebnisse Fazit - Ausblick 10

11 Ergebniswirksame Kennzahlen - Strom Gasausbeute Gasqualität Volllaststunden Wirkungsgrad Gewinn /Verlust 11 - Wärme - Dungwert Gärrest - Sonstiges (Gasverkauf) - Substrate - Investition - Anlagenbetrieb - Sonstiges

12 Teilnehmerstruktur 2010 Biogasanlagenbetrieb 2010, Auswertung (n= 32) 2% 4% 4% n = 32 38% 56% 20 eg 10 GmbH 1 GbR 1 AG 10 reine Gülleanlagen ( > 90 % WD) 21 BGA RG/SG/Festmist + NawaRo 1 reine Nawaro-Anlage Leistung TN: Ø 470 kwel ; ( kwel) Sachsendurchschnitt: 450 kwel 422 kw el Gülleanlagen (> 90 % WD) 21 BGA - RG/SG/Festmist + NawaRo 1 reine NawaRo - Anlage

13 Kostenstruktur 2010 Kostenstruktur 2010 Anlagenkosten 38% Substratkosten Direktkosten 33% sonstige Kosten 12% 10 % Betriebskosten 19% 13 n=25

14 Substrate 2010 Substrate Ration (t/tag) von bis (t/tag) RG /SG/FG Rindermist/ Geflügel-trk. 4,4 / 9,0 0,1-19,6 / 9,4 70 % n = 32 auf Grenzstandorten Maissilage 10 0,3 47,8 Grassilage 3,4 0,2 14,5 Getreide 1,9 0,1 8,8 Zuckerrüben 2,6 2,6 Sudangras 0 0 1,9 t/d Grünschnitt/Landschaftspflegem. 0,12 0,12 60 t/d 4,4 t/d 10 t/d 2 t/d Interesse dafür angestiegen 14

15 Substrateinsatz nach Leistungsklassen Leistungsklasse Input 2010 nach Anlagengröße Durchschnitt 10 60,00 kwel > ,65 47,42 11,50 70,49 4,50 55,51 MW Maissilage-einsatz (t/d) MW - WDges.-Einsatz Wirtschaftsdünger (t/d) t/tag 15 n = 32

16 Substratkosten 2010 Kennzahlen Substratkosten ( /t FM) 1) Schwankungsbreite von bis 1) Richtwerte LfLuG 2) Maissilage 15 (32) Getreide 88 (124) Grassilage 15 (32) ) frei Fermenter 16 Quellen: 1) innerbetriebliche Verrechnungssätze, ) Produktionskosten, A. Schaerff, LfULG

17 Substrataufschluss Substrataufschluss Aufschluss-Aufbereitungsarten (Mehrfachnennung je Betrieb mgl.) 1% 19 17% 2% Feststoffdosierer/ Vorgrube Querstromzerspaner (QZ) Rotacut Extruder Biocracker, Bestand+i.Pl. Hydrolyse 43% % Getreidequetschen Mikrow elle 5 4% Hammermühle n=60, Stand Jan % 1% 1% 6 5% 1% 9 9% 6 5 5% 4% Gorator, i.planung seepex Macerator-Zerkleinerer Kocher Feldhäcksler (alle die MS herstellen) therm. Desintegration 17 Mehrfachnennung pro Betrieb möglich

18 Rührwerke 2010 Einsatz verschiedener Rührwerke in sächsischen Biogasanlagen 7% 27% 66% Tauchmotor-RW (Propeller) Großpaddel (Flügel-)-RW Zentral-RW n=30 18

19 Prozessparameter 2010 Verweilzeiten 2010 (F + NG) in T ag en Teilnehmer Ver-weil-zeit Verweilzeit (d) 2003: 41 Tage 2006: 49 Tage : 56 Tage

20 Gasausbeute 2010 Gasausbeuten eingesetzter Substrate m ³/t F M *J a h r Biogasertrag pro Tonne FM (WD)/a Methanertrag pro Tonne FM (WD)/a Biogasertrag pro Tonne FM (Koferm)/a Methanertrag pro Tonne FM (Koferm)/a Mittelwerte: 23,35 12,84 254,61 133,72 20

21 Anteil Gasertrag aus Wirtschaftsdünger am Gesamtgasertrag Gasertrag Anteil aus Gasausbeute WD 2010 aus Wirtschaftsdünger an Gesamt-Gasertrag (%) % BGA 10 BGA 12 BGA Gülleanteile an Gesamtinput (%) Masseprozent Gülle 21 n=31

22 Stromausbeute 2010 kwh/t FM 1.400,00 Stromertrag [kwhel/t FM] in Abhängigkeit zum Gülleanteil Masseprozent Gülle , ,00 Stromertrag ( kwhel/t FM) 800,00 600,00 400, Gülleanteil an Gesamtinput (%) 200,00 max. 171 t/tag 20 0, Anzahl Teilnehmer (Monitoring 2010) WD (t/tag) Stromausbeute (kwh/ t FM) Masseprozent Gülle WD Input t/tag gesamt Strom kwh/ t gesamt Input*a Gülleanteil an Gesamtinput (%) 0 22

23 Gasqualität 2010 Methangehalt und durchschnittl. H2S-Werte nach Entschw efelung (ppm) H2S-Wert (ppm) Anzahl Betriebe H2S-Werte CH4-Werte 60 Durchschnitt 57 % Werte liegen zwischen 5 20 durchschnittl. Methangehalt (%) ppm 23

24 Entschwefelung und Gasqualität Biogasbehandlungsarten (n=40) Entschwefelungsarten und Werte unmittelbar nach der Entschwefelung 80 ppm 5% 183 ppm 28% 152 ppm 35 ppm 49% 18% FeCl2 und andere Zusatzstoffe biolog. Entschwefelung (Luftzufuhr) Aktivkohlefilter, plus FeCl2 externe Gaswäsche n = 40 24

25 Anlagenauslastung - Entwicklung Volllaststunden (h/jahr) Anlagenauslastung 90 % 83 % Volllaststunden (von bis) : 2010: : : [3767] : :

26 Anlagenauslastung Volllaststunden ( h) Anlagenauslastung 2010 Anlagenauslastung 90 % (78 98 %) Volllaststunden, errechnet Anzahl Biogasanlagen durchschn. Volllast-stunden 2010 Anlagen-Auslast. % Ausfall durch F - Dachreparatur 100,00 90,00 80,00 70,00 60,00 50,00 40,00 30,00 20,00 10,00 0,00 BHKW-Auslastung (%) h = 100%

27 Anlagenauslastung nach Leistungsklassen kwel Volllaststunden (h, Mittelwerte) > % ,00 91 % 7860,8690 % ,5087 % n=30 27

28 Arbeitszeit, Ausfälle im Anlagenbetrieb Arbeitszeit gesamt (Beschickung, Kontrolle, Datenerfassung, Büroarbeit) Planmäßige Ausfälle (Wartung, Instandhaltung) Durchschnitt Schwankungsbreite 5 Akh/Tag 1,5 bis 8 Akh/Tag 6 Tage 4 bis 10 Tage Unplanmäßige Ausfälle (Störungsbeseitigung) 2 Tage 1 bis 11 Tage - Rührwerksschäden, Pumpen, Schneckenförderer - Ventilschäden, Motorschaden, Anlasser - Gasmembrane undicht - Netzstörungen ( EVU) - Gasregelstrecke 28 n= 32

29 Wärmenutzung 2010 Grad der Nutzung der externen Wärme 2006: 14 % 2007: 24 % 2008: 30 % 2009: 33 % 2010: 36% Gewächshäuser / Käserei Sonstiges (Betrieb,Hotel Restaurant, Krankenhaus, Schwimmhalle, Campingpl etc.) Wohnungen, Gemeindehäuser, Kindergarten, Schule,Vereinshäuser, Schloss, etc. Veredlung Kartoffeln, Spargel, Gemüse;and ere FM, Heu Sozialgebäude, Verwaltung, Werkstatt Stallgebäude (Melkanlage, Kälberställe, Ferkelnester, etc.) Mehrfachnennung je Betrieb 29 Quelle: eigene Erhebung 2010

30 Inhalt Biogaserzeugung - aktueller Stand in Sachsen Anlagenmonitoring 2010 ausgewählte Ergebnisse Fazit - Ausblick 30

31 Fazit - Ausblick Die Struktur der Sächsischen BGA ist von Anlagengrößen zwischen 150 und 500 KW el geprägt, bei einer durchschnittlichen Anlagengröße von 422 kw el, Im Vergleich zu den Vorjahren ist hier ein Aufwärtstrend zu beobachten. Biomethananlagen spielen in Sachsen bisher kaum eine Rolle. Der Zuwachs von 2010 zu 2011 resultiert nicht nur aus Neubau, sondern überwiegend aus Erweiterungen an Bestandsanlagen. Die meisten Anlagen befinden sich in den Landkreisen Mittel und Nordsachsen. Die Biogaserzeugung hat sich als zusätzlicher Betriebszweig in sächsischen Landwirtschaftsbetrieben etabliert. Die BGA sind Nebenanlagen zur Tierhaltung, d.h. in der Regel mit hohem Wirtschaftsdüngeranteil in der Ration. 31

32 Fazit - Ausblick Maissilage, Getreide, GPS und Grassilage sind die typischen Kosubstrate. Für die Kosubstrate werden vorwiegend innerbetriebliche Verrechnungssätze verwendet. Die Anlagenauslastung hat sich deutlich verbessert bzw. stabilisiert, d.h. es gab weniger unplanmäßige Ausfälle Es ist ein Trend zu längeren Arbeitszeiten, u.a. wegen intensiverer Anlagenbetreuung und bürokratischem Mehraufwand erkennbar. Bei der Abwärmenutzung überwiegen im letzten Jahr Konzepte zur Trocknung von Getreide und Gärrest. 32

33 Fazit - Ausblick Ein weiterer Zubau von Biogasanlagen - wird sich in den sächsischen Landwirtschaftsbetrieben vorerst in Grenzen halten. Für 75 KW el Biogasanlagen kommen nur 2 bis 5 % der Sächsischen Milchviehhalter in Frage. Die weitere Entwicklung von Biomethananlagen in Sachsen bleibt abzuwarten. Nutzung des noch vorhandenen Güllepotenzials ist sinnvoll. Derzeit sind in Sachsen nur ca. 47 % ausgeschöpft. Sinnvolle Wärmenutzungskonzepte sind weiterhin problematisch. 33

34 Dr. Claudia Brückner, Eveline Zschoche Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie Abteilung 2, Referat 24, Betriebs-, Umweltökonomie, Markt August-Böckstiegel-Str. 3; Postanschrift: Pillnitzer Platz 3 in Dresden Tel.: 0351 / oder 0351 / (Fr. Zschoche) ; Fax: 0351 / Claudia.Brueckner@smul.sachsen.de Unsere nächsten Termine Fachinformationsveranstaltung: Außenstelle des LfULG Kamenz Anlagenfahrerlehrgänge im LVG Köllitsch Sächsische Biogastagung am im LVG Köllitsch 34