Analyse bestehender Bioenergieanlagen und informationelle Unterstützung von Anlagenbetreiberinnen und -betreibern bei Modernisierungsvorhaben

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1 Analyse bestehender Bioenergieanlagen und informationelle Unterstützung von Anlagenbetreiberinnen und -betreibern bei Modernisierungsvorhaben Ziel: Durchführung einer Analyse der bestehenden (Hof)Biogasanlagen in Brandenburg im Hinblick auf Ressourceneffizienz, Klimaverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit im Auftrag des Ministeriums für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz des Landes Brandenburg Gerd Hampel - Martin Schulze 1

2 Auftraggeber: Ministerium für Umwelt, Gesundheit und Verbraucherschutz Brandenburg Auftragnehmer: Büro für Kommunalberatung und Projektsteuerung/Agrarberater Gerd Hampel Naturenergie M. Schulze Martin Schulze Gerd Hampel - Martin Schulze 2

3 Biogasanalyse im Kontext der energie-und klimapolitischen Ziele des Landes Brandenburg 1. Einleitung 2. Warum effizienter Umgang mit Ressourcen und Energie bei Biogasanlagen? 3. Energiestrategie 2030 Brandenburg 4. Zielsetzung Biogasanalyse 5. Vorgehensweise / Konzept Biogasanalyse Gerd Hampel - Martin Schulze 3

4 Biogasanlagenanalyse Warum effizienter Umgang mit Ressourcen und Energie bei Biogasanlagen? Biogasanlagen auf Basis von NAWAROs sind eine Übergangstechnologie. Im Gegensatz zu Wind- und Solarenergienutzung wird wertvolles Gut, die Pflanze, genutzt. Das Bioenergiepotenzial ist in ausreichender Menge verfügbar. Es steht aber in Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittel- Erzeugung zur bilanziellen Selbstversorgung von Brandenburg und Berlin. Bioenergie hat vor allem dann eine sehr gute Ökobilanz, wenn organische Abfälle, Reststoffe und organisch belastete Abwässer verwertet werden (z. B. Gülle, Abfälle aus Lebensmittelindustrie). Im Sinne dieses Gedankens ist es um so wichtiger dies im Sinne aller Beteiligten mit der höchsten nachhaltigen Effektivität zu tun Gerd Hampel - Martin Schulze 4

5 Energiepolitik im Spannungsfeld Das Zielviereck der Energiestrategie 2030 wird entlang der identifizierten Herausforderungen für die Energiepolitik in Brandenburg mit sechs strategischen Zielkriterien untersetzt: Gerd Hampel - Martin Schulze 5

6 Sechs strategische Ziele in der Energiestrategie 2030 Energieeffizienz steigern, Energieverbrauch um 23% (vgl. zu 2007) reduzieren Anteil Erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch auf 50% erhöhen 2 % Landesfläche (ca. 585 km²) für Windenergie, 30 % Ackerfläche für stoffliche/energetische Biomasseverwertung (Biomassestrategie), Holzreserven im Privatwald, Landschaftspflegematerial, Wirtschaftsdünger, Bioabfälle, Reststoffe Zuverlässige und preisgünstige Energieversorgung Systemintegration, Stromnetzaus- und umbau: Erzeugungszentren für Erneuerbare Energien mit Speicherlösungen (Batteriesysteme, Druckluft- und Pumpspeicherkraftwerke, Gasspeicher..) Energiebedingte CO2-Emissionen senken Regionale Beteiligung und Akzeptanz herstellen Beschäftigung und Wertschöpfung stabilisieren Gerd Hampel - Martin Schulze 6

7 Energiestrategie 2030 Der Anteil erneuerbarer Energien am Primärenergieverbrauch Brandenburgs soll bis zum Jahr 2030 auf mindestens 32 Prozent beziehungsweise 170 Petajoule steigen. Gleichzeitig soll der Ausstoß von CO2 im Vergleich zu 1990 um 72 Prozent vermindert werden. Für Biomasse als wichtigen Teil der Erneuerbaren Energien sieht die Energiestrategie bis 2030 einen Anteil von 58 PJ (49PJ in 2030 und in 2007 waren es 38,9PJ) am Primärenergieverbrauch vor. In den vergangenen Jahren hat die Zahl der Biomasseanlagen in Brandenburg stetig zugenommen arbeiteten 67 Anlagen, 2008 schon 236, und zum Jahresanfang 2013 waren in Brandenburg 424 Anlagen mit einer installierten elektrischen Leistung von 370 Megawatt in Betrieb. Davon 388 Biogasanlagen mit 208 MW installierter elektrischer Leistung in Betrieb. Die Zukunft der Biogasanlagen wird in flexiblen Konzepten liegen, welche bedarfsgerecht Strom (Regelenergie) bereitstellen Gerd Hampel - Martin Schulze 7

8 Clusterstrategie Bioenergie Brandenburg Die bereits gut ausgebaute energetische Nutzung von Biomasse in der Region darf jedoch nicht davon ablenken, dass es weiteren Entwicklungsbedarf gibt. Insbesondere ist dabei zu betonen, dass ungenutzte Potenziale bei der Biomassenutzung erschlossen werden müssen, es bedarf der Effizienzsteigerung von bestehenden Anlagen und die vorhandenen Ressourcen müssen noch effektiver genutzt werden. Eine Schlüsselposition zur Steigerung der Energieeffizienz kann dabei die Wärmenutzung und/oder Aufbereitung zu Biomethan und Einspeisung ins Erdgasnetz einnehmen Gerd Hampel - Martin Schulze 8

9 Aus: Energiestrategie 2030 des Landes Brandenburg Katalog der strategischen Maßnahmen Analyse bestehender Bioenergieanlagen Herausforderung: Bislang fehlen umfassende Informationen zur Effizienz der bestehenden Bioenergieanlagen in Brandenburg. Durch Modernisierungsmaßnahmen könnten zahlreiche Altanlagen effizienter und wirtschaftlicher arbeiten und dadurch die Gesamtenergie gewinnung aus Biomasse bei gleichbleibendem Ressourceneinsatz steigern Gerd Hampel - Martin Schulze 9

10 Biogasanlagen Entwicklung in Deutschland Der unterschiedliche Stand der Technik und der Kenntnis der biologischen Prozesse in einer Biogasanlage hat im Zeitverlauf in Verbindung mit den jeweiligen Förderinstrumenten unterschiedliche Anlagenkonfigurationen zur Folge gehabt. Die ersten Biogasanlagen in Deutschland wurden von Kleinst- und Kleinfirmen errichtet und die Anlagen wurden je nach den theoretischen und praktischen Kenntnissen des Firmengründers konfiguriert. Wissenschaft und Forschung gab es zu Beginn der Einführung von Biogasanlagen im Zusammenhang mit diesen so gut wie nicht und sie spielten zunächst fast keine Rolle Gerd Hampel - Martin Schulze 10

11 Biogasanalyse Entsprechend dem Fachwissen und Interesse der Betreiber gestalten sich also die Ausrichtung der Biogasanlage und ihre Optimierung. Um weitere oder bessere Optimierungspotentiale zu nutzen, muss die Gesamtheit möglicher Ansätze für Verbesserungen bewusst gemacht und müssen Erfahrungen ausgetauscht werden. Dies gilt vor allem für den ökologischen Bereich Gerd Hampel - Martin Schulze 11

12 Biogasanlagen - Modernisierungspotenzial Biogasanlagen sind komplex, daher besitzen sie ein großes Potenzial für Verbesserungen. Es können Prozesse oder Technik parallel verbessert werden, andere haben jedoch eine negative Rückkopplung und schließen sich aus. Ein Teil der Einflussfaktoren ist leicht zu beeinflussen, andere kosten viel Zeit für Recherchen, haben einen großen Kapitalaufwand oder ein hohes Risiko. Stoffströme Heyermann Gerd Hampel - Martin Schulze 12

13 Biogasanlagenanalyse 2013 / 2014 Ziele: Identifizieren von möglichen Problemfällen im Hinblick auf Ressourceneffizienz, Klimafreundlichkeit und Wirtschaftlichkeit. Informieren der Anlagenbesitzerinnen und besitzer über: - direkte Vorteile von Modernisierungsmaßnahmen, Modernisierungsoptionen, - Kosteneinspar- und Effizienzsteigerungspotenziale sowie - entsprechende Finanzierungsmöglichkeiten und eine mögliche Unterstützung durch die Regionale Bioenergieberatung Gerd Hampel - Martin Schulze 13

14 Biogasanalyse Modernisierungspotenzial und hofintegrierte Anlagen Die größten Auswirkungen auf die Gesamtkosten haben in bisherigen Untersuchungen der Gasertrag und die Substratkosten. Einen geringeren Anteil haben Investitionskosten, die Betriebskosten der Gestehung, die Investitionskosten der Aufbereitung, die Betriebskosten der Aufbereitung, die Kosten für den Netzanschluss und der Zinssatz. Insgesamt ist einzuschätzen, dass sich in Brandenburg die dezentrale hofintegrierte Biogasproduktion nicht auf breiter Ebene durchgesetzt hat; ca % der Anlagenbefinden sich in Investorenhand. Dies waren im Jahr 2011 von 253 Biogasanlagen ca. 150 Anlagen in Investorenhand Gerd Hampel - Martin Schulze 14

15 Biogasanalyse Projektfokus Die landwirtschaftlichen hofangepassten Anlagen stehen im Rahmen des durchzuführenden Projektes im Fokus. Anwendungsorientierte Methode Innerhalb des Projektes werden bestehende Landwirtschaftliche Biogasanlagen durch einen dialogorientierten Prozess der Weiterentwicklung von Technik und Prozess modernisiert Gerd Hampel - Martin Schulze 15

16 Methodisches Vorgehen - Überblick 200 Anlagen 1. Phase: Anschreiben Versand Anschreiben incl. Rückantwortbogen Aktualisierte Anlagenliste Einzelinterview (anhd. Fragebogen) 50 Anlagen 2. Phase: Initialberatung Tabellarische Erfassung Fließbild Übersicht Modernisierungspotenzial Ergebnismatrix 5-10 Anlagen Sensitivitätsanalyse 3. Phase: Detailberatung Kostenbetrachtung / Varianten Konkrete Modern.-maßnahmen Gerd Hampel - Martin Schulze 16

17 Biogasanalyse Projektschritt Detailanalyse Um anwendungsorientierte Modernisierungsvorschläge zu erarbeiten wird mit Hilfe einer auszuarbeitenden Sensitivitätsanalyse das ökonomische und ökologische Potential sowie die Umsetzbarkeit der Maßnahme geprüft. Ergebnis ist eine anwendungsorientierte, auf die Hofbiogasanlage abgestimmte Verbesserung der Anlageneffizienz und Umweltverträglichkeit sowie eine höhere Wirtschaftlichkeit. Für die einzelnen Betriebe werden konkrete Modernisierungsvorhaben und/oder notwendige technische/biologische Änderungen herausgearbeitet. Einflussfaktoren auf die Biogasproduktion Quelle: Leitfaden Biogas Gerd Hampel - Martin Schulze 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Für Fragen und Anregungen stehen wir Ihnen gern zur Verfügung Gerd Hampel - Martin Schulze 18