Einspeisung von Biogas in das bestehende Gasnetz. Dr. Peter Wichmann

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1 Einspeisung von Biogas in das bestehende Gasnetz Dr. Peter Wichmann Dr. Peter Wichmann Regenerative Energie - Projekte, Kulmbach Tel.: / , Fax: / Vortrag am Beiratsversammlung der Energieagentur Oberfranken Einleitung Technik Gasaufbereitung und Netzanbindung Recht Gaseigenschaften und Netzzugang Wirtschaftlichkeit Einspeisepotential und Kostenstruktur

2 Gasaufbereitung Rohbiogas Biogas Reinbiogas Biomethan Methan 57 % % Kohlendioxid 38 % < 2 % Wasserdampf 3 % nach Taupunkt Stickstoff 1 % Sauerstoff 0,3 % < 0,5 % Schwefelwasserstoff 0,2 % < 4 ppm Ammoniak Toluol Chlor Fluor Siloxane <0,1 mg/m3 <0,1 mg/m3 <0,1 mg/m3 <0,1 mg/m3 <0,1 mg/m3 Verfahrensschritte: 1. Methananreicherung durch Kohlendioxidabtrennung 2. Trocknung 3. Entschwefelung 4. Entfernung von Gasbegleitstoffen wie Ammoniak, Siloxane etc.

3 Methananreicherung Ausbeute Reinheit Druckwechseladsorption > 95 % > 98 % Molekularsiebe mit großer innerer Oberfläche und hoher Standzeit auch für kleinere Anlagen absorbtive Verfahren Waschlösungen nach Belastu hohe Volumendurchsätze Regenerierung teils teuer Druckwasserwäsche % > 96 % reinigt auch NH3, H2S sehr flexibel zu betreiben Membrantrennverfahren > 88 % k.a. Pilotphase Gasverflüssigung > 98 % > 99 % sehr teuer Gasausfrierung > 99 % > 99 % Pilotphase Trocknung preiswert hoher T rocknungsgrad erst bei hohem D urch- satz wirtschaftlich Kondensationstrocknung Adsorptionstrocknung mit Kieselgel oder Aktivkohle Absorptionstrocknung z.b. mit G lykol

4 Entschwefelung Reinheit Sulfidfällung ppm FE 2+ - Lösungen (FeCl2, FeSO4) Anreicherung im Gärsubstrat biologische Oxidation 500 ppm Lufteintrag in den Fermenter Biowäscher 50 ppm für höchste Belastung geeignet hohe Lastwechseldynamik Eisenchelate < 10 ppm Ausfällung elementaren Schwefels imprägnierte Aktivkohle < 10 ppm teuer durch Kohleentsorgung Zinkoxid < 1 ppm als Pellets, sehr teuer, nur zur Nach- oder Feinstentschwefelung Raseneisenerz 100 ppm Entsorgung von Reinigungsmasse Entfernung von Gasbegleitstoffen Aktivkohle Kohlenwasserstoffe Siloxane Rest-Schwefel Restwasserdampf

5 Anlagenauswahl > Gasdurchsatz pro Stunde > Rohgaseigenschaften (vorab unbekannt) > > > Mehrkomponentensysteme / flexible Systeme Beispielanlage [Biowäscher] - Druckwasserwäsche - Adsorptionstrocknung - [Aktivkohle] nur bei sehr zur Methananreicherung zur Trocknung ggf. zur Siloxanhoher S-Bel. zur Entschwefelung entfernung

6 Netzanbindung Gasnetz: Ferntransportleitungen HD 67,5-80 bar regionale Transportleitungen HD 4-16 bar regionale Verteilleitungen HD 1-4 bar } ca km MD 0,1-1 bar ca km örtliches Verteilnetz ND <0,1 bar ca km Hausanschluß ND mbar technische Anforderungen: 1. Einspeisung mit höherem Druck als Leitungsdruck 2. GDMR - Gasdruckmeß- und regelanlage 3. Gasbeschaffenheitsmeßanlage 4. Beachtung der Netzkapazität 5. Odorierung Gasverwendung: 1. Austauschgas 2. Zusatzgas

7 Gaseigenschaften Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.v. - DVGW Arbeitsblätter: G 260 Gaseigenschaften G 262 Nutzung von regenerativ erzeugten Gasen (ergänzt G 260) G 213 G 492 Anlagen zur Herstellung von Brenngasgemischen Gas-Meßanlagen für einen Betriebsdruck bis einschließlich 100 bar G 261 Prüfung der Gasbeschaffenheit G 488 Anlagen für die Gasbeschaffenheitsmessung - Planung, Errichtung, Betrieb G 280 G 281 Anforderungen an Odorieranlagen Anforderungen an Odoriermittel G 685 Gasabrechnung (incl. Regeln zur Zumischung) EN ISO DIN 1340 Erdgasbeschaffenheitsbestimmung Brenngase

8 Netzzugang EU-Richtlinie 2003/55/EG (Gasrichtlinie) Energiewirtschaftsgesetz - EnWG vom regulierter Netzzugang statt verhandelter Netzzugang Bundesnetzagentur für Elektrizität, Gas, Telekommunikation, Post und Eisenbahnen diskriminierungsfreier Netzzugang kein Abnahmeanspruch / Einspeiser ist Transportkunde Pflicht zur Durchleitung Einspeisevertrag + Ausspeisevertrag / Einspeisepunkt + Ausspeisepunkt diskriminierungsfreier Zugang zu Speicheranlagen Vorrang für Biomethan hinsichtlich Netzkapazitäten bei örtl. Verteilernetzen und bei Kapazitätsengpässen Erneuerbare-Energien-Gesetz EEG aus dem Netz entnommenes Gas gilt als Gas aus Biomasse, wenn andernorts eine (wärme)äquivalente Gasmenge aus Biomasse eingespeist wurde 2 Ct. Technologiebonus für Biogasreinigung zu Erdgasqualität 2 Ct. KWK-Bonus für Stromäquivalent

9 Biogas-Potential Bayern Biogaspotential Mio. kwh Bayern Erdgasabgabe Mio. kwh BRD Biogaspotential Mio. kwh BRD Erdgasabgabe Mio. kwh } } ca. 10 % ca. 6 % Sommergrundlast ca. 25 % nur aus landwirtschaftlicher Biogasproduktion

10 Kosten und Erlöse Gasreinigung: ca /kw 300 kw-anlage BGA ohne Gasnutzung /a DWW /a DWA /a Gasnetz-Einspeisung /a Vergleich BHKW /a MW-Anlage BGA ohne Gasnutzung /a DWW /a DWA /a Gasnetz-Einspeisung /a Vergleich BHKW /a Erzeugungskosten Produktgas 7-16 Ct. / kwh Erlös Strom aus Biogas ohne Wärmenutzung: 17,33 Ct. / kwh möglicher Zusatzerlös durch Gaseinspeisung: 2,0 Ct. / kwh Technologiebonus 1,2 Ct. / kwh KWK-Bonus bei 60 % Wärmenutzung Erlös Wärmenutzung

11 Quellen verwendete Literatur und Internetdienste: Institut für Energetik und Umwelt ggmbh Evaluierung der Möglichkeiten zur Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz. Endbericht des Forschungsvorhabens im Auftrag der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.v., 291 Seiten als pdf-datei verfügbar unter Tentscher, Wolfgang (Hrsg.) Biogas für alle - eine Stadt-Land-Partnerschaft. Tagung am November 2003, 2. Potsdamer Biogas-Konferenz, 201 Seiten versandkostenfrei zu bestellen unter Wichmann, Peter (Hrsg.) BOXER - Infodienst: Regenerative Energie (hier: diverse Tagesmeldungen, Dokument Energiewirtschaftsgesetz, Dokument Erneuerbare-Energien-Gesetz EEG)