Gasverluste aus Biogasanlagen. Sind sie ein Problem?

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1 Vortragsveranstaltung Emissionen aus der Landwirtschaft messen und bewerten -. Sind sie ein Problem? Dr. Hans - Heinrich Kowalewsky Fachbereichsleiter Energie, Bauen, Technik Landwirtschaftskammer Niedersachsen Gliederung Einleitung Gasfreisetzungen aus Fermenter - Erkennen von Leckagen - Bewerten von Leckagen Gasfreisetzungen aus Gärrestlager - Ursachen für Gasfreisetzungen - Minderungsmaßnahmen Fazit 1

2 Wichtige Quellen gasförmiger Emissionen in der Landwirtschaft Ställe Wirt.düngerlagerung Wirt.düngerausbringung Probleme rund um Biogas Probleme durch Substratbereitstellung - Ausweitung des Maisanbaus - Biodiversität - Erosionsschutz - Grundwasserschutz - Pachtpreisniveau 2

3 Probleme rund um Biogas Probleme durch Anlagenbetrieb - Energieeffizienz - Wärmeverwertung - Transportproblematik - Freisetzung von Gerüchen - Freisetzung von Gasen Aufbau einer Biogasanlage Blockheizkraftwerk Fermenter Nachgärbehälter Gärrestlager Substratlager Anmischbehälter 3

4 Freisetzung von Gasen aus Gasfreisetzungen - aus Fermenter/Nachgärer - aus Gärrestlager - durch Blockheizkraftwerk - bei und nach Gärrestausbringung Schwerpunkte von Leckagen an Fermentern - Fermenterabdeckung - Übergang Plane-Wand - Überdruckventil - Wanddurchbrüche -- Rohre -- Seile -- Wellen 4

5 Ursachen für Leckagen im Fermenterbereich Witterungseinflüsse - Sturm - Gewitter - Regen - Hagel - Schnee - Frost - UV-Strahlen - Hitze anlagenbedingte Einflüsse - Montagefehler - Bedienfehler - Fahrzeugkontakt - Vibrationen - Abrieb - Korrosion - Überhitzung - falsches Material Erkennen von Leckagen Geruchswahrnehmungen verringerte Gasausbeute eingesunkene Fermenterplane Gasspürgerät Gaskamera 5

6 Einsatz einer Gaskamera - erkennen des Leckageortes - Gefahrenpotential abschätzen - Gasverlustmenge ermitteln - Umweltbelastungen vermeiden - Reparaturmaßnahme festlegen - anschl. Dichtigkeit prüfen - Versicherungsbeitrag senken Gasverlust ist abhängig von - Anzahl Gasaustrittsstellen - Größe der Gasaustrittsstellen - Strömungsgeschwindigkeit Bewerten von Leckagen Beispiel: Größe des Gaslecks = 0,5 cm Durchmesser Gasaustritt = m³ pro Jahr Wirtschaftlicher Verlust = pro Jahr (Angaben Fa. Esders) 6

7 Mit Gaskamera das Explosionsrisiko verringern Gärrestlagern - Restgaspotential - Anlagenkonzept - Behälterabdeckung 7

8 Methanausbeute % rel. Methanausbeute [ Normliter ] % % % % % % Faulraumbelastung und Susbtratausbeute und Gasausbeute Methanausbeute aus Anlage Methanausbeute aus Substrat 140% 120% 100% 80% 60% 40% 20% 0 % 0 0% 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 Substratinput Raumbelastung in kg ots (B pro R ) [ Tag kg ots und / d pro / m 3 m³ FV Fermentervolumen - Faulraumbelastung - CH4 [liter / d / m3 VF] CH4 [liter / kg ots] Substratausbeute nach Oechsner[% et.al KTBL] Restgaspotenzial im Gärrest in Abhängigkeit von der Verweilzeit 35 Restgaspotenzial in % Verweilzeit unter 100 Tage Restgaspotential = ca. 10% Verweilzeit über 100 Tage Verweilzeit über 100 Tage Restgaspotential Restgaspotential = ca. = ca. 4 % 4 % Hydraulische Verweilzeit in Tagen Quelle: Oechsner u. Vogtherr 8

9 Gasfreisetzungen aus einstufiger Anlage Fermenter Gärrestlager Gasfreisetzungen aus zweistufiger Anlage Fermenter Nachgärer Gärrestlager 9

10 Gasfreisetzungen aus offenen Gärrestlagern Gasfreisetzungen aus geschlossenen Gärrestlagern Gärrestlager abgedeckt 10

11 Wirtschaftlichkeit von Gärbehälterabdeckungen Beispiel für Anlage mit 500kW el. Leistung NawaRo-Anlage Gülleanlage Input pro Jahr t t Größe Gärrestlager m³ m³ Behälter 2 x m³ 8 x m³ Kosten der Abdeckung durch Abdeckung zusätzl. zu erfassende Gasmenge, ca. 4 % ca. 10 % um Kosten zu amortisieren in Praxis erreichbar -bei einstufigen Anlagen ca. 10 % ca. 10 % -bei zweistufigen Anlagen ca. 4 % ca. 4 % Vorgaben des neuen EEG Zur Verringerung der Gasfreisetzung aus Gärrestbehältern - muß die Verweilzeit der Substrate im Fermenter mindestens 150 Tage betragen (Ausnahme: wenn Anlage zu 100 % mit Gülle betrieben wird), - muß bei Anlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von über 1 MW der Gärrestbehälter abgedeckt sein, - das neue EEG gilt ab

12 Maßnahmen zum emissionsarmen Betrieb von - Silage abgedeckt lagern - Siloplatte sauber halten - Verweilzeit der Substrate im Fermenter über 150 Tage (bei NawaRo) - zweistufige Anlagen wählen - Blockheizkraftwerk regelmäßig warten - Gasnotfackel an jeder Anlage - Gärrestlager gasdicht abdecken - Gärrest emissionsarm ausbringen (z.b. einarbeiten) - regelmäßige Prüfung der Anlage auf Gaslecks - Gasausbeute optimieren - Anfallende Wärme sinnvoll nutzen Vielen Dank für f r Ihre Aufmerksamkeit 12

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