Direktvermarktung PRAXIS / TITEL. Deltastore-Energiespeicher in der Bauphase. Es fehlt noch die Wärmedämmung außen am Behälter sowie die Verkleidung.

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1 Deltastore-Energiespeicher in der Bauphase. Es fehlt noch die Wärmedämmung außen am Behälter sowie die Verkleidung. Direktvermarktung FOTO: FARMATIC GMBH 44

2 PRAXIS / TITEL Eigenwärmeverbrauch 120 kwtherm 0.8 Mio. kwh/a Überschuss-Wärme kwtherm Biogas Abgas-Wärme 120 kwtherm 0,98 Mio. kwh/a BHKW kwtherm 4,6 Mio. kwh/a FARMATIC DELTASTORE 32 MWh Pufferkapazität 12 h Be- und Entladung an und aus Wärmekreislauf BIOGASANLAGE BHKW GÄRRESTTROCKNER THERMISCHER SPEICHER FALLSTUDIE THERMISCHER SPEICHER DELTASTORE ZUR REGELENERGIE- NUTZUNG EINER BIOGASANLAGE Strom kwel 9,1 Mio. kwh/a Fernwärme kwtherm 10 Mio. kwh/a gesamter Wärmekreislauf STROMNETZ WÄRMENETZ ELEKTRISCHER ERHITZER Negative Regelenergie kwtherm 0,2 Mio. kwh/a Überschuss-Elektroenergie 0,2 Mio. kwh/a Stromwärme für stabile Netze und warme Häuser Das Örtchen Linnau, das zur Gemeinde Lindewitt im Kreis Schleswig-Flensburg gehört und nur etwa 25 Kilometer südwestlich von Flensburg liegt, ist ein beispielhaftes Bioenergiedorf. Hier hat die Energiewende bereits stattgefunden. Herzstück der Energieversorgung ist die 2006 errichtete Biogasanlage. Von Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann Wir haben die Anlage selbst geplant und mit verschiedenen Unternehmen errichtet, erläutert Kai Andresen, Mitglied der Betreibergesellschaft Biogas Linnau GmbH & Co.KG. Gesellschafter sind fünf Personen, im Wesentlichen Substratlieferanten. Das Besondere an der Biogasanlage ist, dass sie nicht nur das Dorf mit Wärme versorgt, sondern dabei auch noch Strom nach Bedarf im Netz produziert. Doch der Reihe nach: Nach der Inbetriebnahme der Biogasanlage wurden die drei Blockheizkraftwerke (BHKW) direkt an der Biogasanlage betrieben. In diesem Jahr wurde eines der BHKW an der Anlage demontiert und im Dorf bei einem Kartoffelverarbeitungsbetrieb in gut 620 Metern Entfernung zur Biogasanlage aufgestellt. Der Betrieb braucht immer dann viel Wärme, wenn die Kartoffeln in Säcke abgepackt werden. Die Mikrogasleitung für das versetzte BHKW haben wir schon 2007 zu dem Betrieb verlegt, als wir auch das Wärmenetz im Dorf errichtet haben. Weil die Kartoffelgesellschaft nun einen zusätzlichen Wärmebedarf von etwa 150 kw hat, macht das Satelliten-BHKW Sinn, erklärt Andresen. Kleiner Wermutstropfen: Der Energieversorger Hansewerk will den Versatz des BHKW noch nicht akzeptieren und nicht als eigenständiges BHKW vergüten. Darum läuft dazu zurzeit bei der Clearingstelle ein Verfahren, wie Andresen berichtet. Im Dorf versorgt die Biogasanlage 95 Wohneinheiten mit Wärme. Drei Wohneinheiten sind nicht an das Wärmenetz angeschlossen. Etwas mehr als 280 Einwohner hat das Dorf. Die Biogasanlage verkauft die Wärme an die Fernwärmenetz Linnau GbR, die das Wärmenetz errichtet hat und betreibt. Gesellschafter der GbR sind die Gesellschafter der Biogasanlage plus einer Person aus der Dorfgemeinschaft, die sich bei der Umsetzung des Wärmenetzes stark eingebracht hat. Die Wärmekunden bezahlen für die thermische Energie 50 Prozent des Heizölpreises ohne Grundgebühr. Die GbR hat auch die Wärme- Übergabestationen an den Häusern installiert. Eigentümer dieser Geräte sind jedoch die Hausbesitzer, die auch die Fördergelder bekommen haben, informiert Andresen. Thermischer Schichtenspeicher errichtet Bislang hat es die Biogasanlage auch im Winter immer noch geschafft, das Dorf mit Wärme zu versorgen, wenn es manchmal auch eng wurde. Um mehr Versorgungssicherheit gewährleisten zu können, haben die Biogasanlagenbetreiber in diesem Jahr in einen Wärmepufferspeicher investiert. Angeschafft wurde ein sogenannter Deltastore- Energiespeicher aus dem Hause Farmatic im schleswig-holsteinischen Nortorf. Es handelt sich um einen thermischen Schichtenspeicher, in den die Wassermengen kontrolliert hineingegeben und entnommen werden. Das neuartige Speichersystem ist bereits an zahlreichen Industriestandorten, wie zum Beispiel dem neuen Flughafen in Berlin, installiert worden und ist auch für Bio- 45

3 Mehr Leistung für BHKWs mit CONPOWER ORC-Technik Nutzt Wärme aus Motorkühlung und AWT zur Stromerzeugung. Auch optimal hinter SRC-Anlage einsetzbar. 60 % KWK sicher! SRC-Technik Wandelt Abgaswärme direkt in Strom und Nutzwärme. KWK oder nachfolgende ORC-Anlage weiter möglich. Besuchen Sie uns! JANUAR 2015 BREMEN Halle 4, Stand INTERNATIONALE JAHRESTAGUNG UND FACHMESSE CONPOWER Technik GmbH & Co. KG Schwarze Breite Kaufungen Telefon: Fax: technik@conpower.de 46 Hier wird die Bodenplatte des Deltastore- Energiespeichers verschraubt. gasanlagen ab einer elektrischen Leistung von 500 kw interessant. Der neue Speicher kann bis zu 32 Megawattstunden Wärme bevorraten. Bei vollem Wärmebedarf im Dorf können wir über einen Zeitraum von 12 Stunden die Wärme aus dem Speicher bereitstellen. Selbst wenn ein BHKW ausfallen würde, könnten wir sechs Tage lang Wärme liefern, beschreibt Andresen die Speicherkapazität. Der Deltastore-Energiespeicher hat einen Durchmesser von 9,60 Metern und eine Höhe von 12,30 Metern. Es handelt sich um einen Stahlbehälter in Segementbauweise. Die Stahlplatten sind industriell mit Epoxidharz beschichtet und dadurch dauerhaft korrosionsgeschützt. Das geschraubte System ermöglicht extrem geringe Bauzeiten, hebt Konrad von Derschau, tätig im Vertrieb International bei Farmatic, hervor. Der Behälter ist von außen mit zwei Schichten Mineralwolle mit je 100 Millimetern Stärke isoliert worden. Das Metalldach des Behälters ist ebenfalls isoliert, ebenso die betoniert Bodenplatte, unter die 20 Zentimeter dicke Styrodurplatten verlegt wurden. Der Behälter ist als druckloser Schichtenspeicher ausgeführt, der atmosphärisch offen ist und über eine Über-/Unterdrucksicherung verfügt. Die Wassertemperatur im Speicher liegt bei 85 Grad Celsius. Wir haben den Speicher mit aufbereitetem, osmotischem Wasser aufgefüllt, damit das Leitungsnetz nicht verschlammt. Eine solche Befüllung kostet Euro. Die Anschaffung haben wir über ein zinsgünstiges Darlehen des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) finanziert, sagt Andresen. Vorteile des Deltastore- Wärmespeichers f Einsparung von Spitzenlastkesseln und Wärmeerzeugern im Stand-by. f Die Entkopplung von Erzeuger und Verbraucher ermöglicht eine wirtschaftliche Stromerzeugung in Heizkraftwerken, selbst bei temporär geringem Wärmebedarf. f Wärme steht auch bei Stillstand des Erzeugers zur Verfügung. f Optimale thermische Schichtung der Speichermedien. f Individuelle Auslegung jedes Speichers, statt Anpassung standardisierter Serienprodukte an das Anforderungsprofil. f Flexibel einsetzbar als Kleinstwärmespeicher (ab 50 m³) über eine Netzanbindung durch Wärmetauscher oder als druckentkoppelter Großspeicher (bis m³) mit Direktanbindung an das Wärmenetz. f Kurzfristige Bereitstellung von hohen Wärmeleistungen bei geringem Energieverlust. f Nutzung von Power-to-Heat-Systemen im Rahmen der Regelenergiebereitstellung. Wärmespeicher ermöglicht Power-to-Heat Durch die Integration des Deltastore- Energiespeichers kann die Biogasanlage nun auch negative Regelenergie über das sogenannte Power-to-Heat nutzen. Das bedeutet: Die BHKW können weiter Strom produzieren, obwohl der Netzbetreiber die Aggregate aufgrund von Netzengpässen ei-

4 PRAXIS / TITEL Power-to-Heat BIOGASSTROM FLEXIBEL IM NETZ > Strom in Wärme speichern > Mehrerlöse durch Power-to-Heat > Bereitstellung von Regelenergie > Versorgungssicherheit Wärmenetz FOTOS: FARMATIC GMBH Anlagendaten 1 Fermenter mit Kubikmetern Nettogärvolumen. 1 Nachgärer mit Kubikmetern Nettogärvolumen. 1 Gärproduktlager mit Kubikmetern Lagerkapazität, gasdicht abgedeckt. 1 Gärproduktlager mit Kubikmetern Fassungsvermögen, gasdicht abgedeckt. 1 offenes Gärproduktlager mit Kubikmetern Lagerkapazität. Thermophile Gärtemperatur im Bereich 52 bis 55 Grad Celsius. Gärsubstrate: Mais- und Grassilage, Getreideganzpflanzensilage (GPS) bestehend aus einer Roggen-Wicken-Mischkultur. GPS-Menge variabel, je nach Fruchtfolge und was angeboten wird. Teilweise werden Getreidekörner eingesetzt. Gülle und Mist werden nicht vergoren. Die Anlage ist eine sogenannte Trockenfermentationsanlage. Die Gärsubstrate stammen zu 50 Prozent von eigenen Flächen. Die andere Hälfte wird über Lieferverträge zugekauft. 2 BHKW à 370 kw elektrischer Leistung an der Biogasanlage, 1 Satelliten-BHKW mit 370 kw elektrischer Leistung im Dorf. Die BHKW sind 12-Zylinder-Caterpillar-Gasmotoren, die von der Firma Seva geliefert worden sind. 95 Prozent Anlagenverfügbarkeit. 1 Wärmespeicher mit Kubikmetern Volumen. Vier runde sogenannte Diffusoren befinden sich oben in dem Wärmespeicher. Über die Diffusoren wird das warme Wasser entnommen und dem Wärmenetz zugeführt. gentlich herunterregeln müsste. Der Strom wird nur nicht ins Netz eingespeist, sondern über ein elektrisch betriebenes Heizgerät in Form von Wärme in den Pufferspeicher gespeist und allen thermischen Verbrauchern des Wärmenetzes zur Verfügung gestellt. Die Abschaltungen der BHKW im Rahmen des Einspeisemangements durch den Netzbetreiber kennt Andresen schon seit Jahren. Immer wenn zum Beispiel zu viel Windstrom im Netz ist und das kommt in Schleswig-Holstein häufig vor müssen andere Erzeuger vom Netz genommen werden. Bislang hat dies Einnahmeausfälle beim Stromverkauf bedeutet. Seit Juli 2013 verkauft die Linnauer Biogasanlage ihren Strom im Rahmen der sogenannten Direktvermarktung (DVM), die das EEG 2012 erstmals in dieser Form ermöglicht. Sie hat dafür das System der festen Einspeisevergütung verlassen. Die ersten Schritte in der DVM hat Andresen mit der Anlage im sogenannten Marktprämienmodell beschritten. Inzwischen hat die Anlage auch die Präqualifikation für die Teilnahme an der Sekundärregelleistung geschafft. Bis Dezember dieses Jahres konnte lediglich positive Regelleistung angeboten EnerHeat R-EH EFFEKTIVE WÄRME AUS STROM R-EH inkl. Isolierung > Flexible SPS-Steuerung > Hohe Leistungsflexibilität > Kommunikation mit Stromvermarkter > Web-Visualisierung und Steuerung 47

5 Wilfried Oeverhaus GmbH Bahnhofstraße Quakenbrück Tel / / 9 werden. Nun wird die Anlage auch für negative Regelleistung aufgerufen. Daher wird Andresen voraussichtlich auch keine Flexibilitätsprämie, die es im Rahmen der Direktvermarktung auch gibt, in Anspruch nehmen. Den Strom vermarktet die Nordgröön Energie GmbH & Co.KG in Risum-Lindholm im Kreis Nordfriesland. Laut Andresen hat Nordgröön 120 Biogasanlagen im nördlichen Schleswig-Holstein unter Vertrag. Internetportal stellt Stromvermarkter Anlagendaten bereit Nordgröön regelt die BHKW selbstständig in der Leistung herauf und herunter. Das geschieht immer auf Nachfrage des Netzbetreibers also wenn zu viel oder zu wenig Strom im Netz ist; die Biogasanlagen stabilisieren damit die Stromnetze. Die Verfügbarkeit der Biogasanlage und die Betriebsbereitschaft der BHKW entnimmt Nordgröön anhand von Daten, die in einem Internetportal erfasst werden. Das Portal wird von der Firma North-tec Maschinenbau GmbH in Bredstedt betrieben, die auch unter dem Namen Biogaspiraten bekannt ist. Das Datenportal ist mit einer Kommunikationsschnittstelle der Biogasanlage Linnau verbunden, die ihre Betriebsdaten an das Portal sendet. Nordgröön steuert dann im Bedarfsfall die BHKW beziehungsweise das Power-to-Heat-Aggregat an. Sieben bis zehn Autor Dipl.-Ing. agr. (FH) Martin Bensmann Redakteur Biogas Journal Fachverband Biogas e.v. Tel / martin.bensmann@biogas.org Diffusoren über dem Boden: Hier strömt das Wasser aus dem Rücklauf des Wärmenetzes ein. Wenn der Speicher mit Wärme von den BHKW beladen wird, dann wird über die unteren Diffusoren das kühlere Wasser abgezogen, erwärmt und über die oberen Diffusoren in den Behälter zurückgespeist. Tage vor Wartungsarbeiten an der Anlage werden diese terminiert und dem Vermarktungspartner mitgeteilt. Die BHKW können im Regelfall so gesteuert werden, dass eines an der Biogasanlage komplett ausgeschaltet wird, das zweite an der Biogasanlage um 50 Prozent in der Leistung reduziert wird und das Satelliten-BHKW ebenfalls mit 50 Prozent weniger Leistung läuft. Während also beim Einspeisemanagement Einnahmen durch Abschalten der Motoren verlorengehen, ist das Abschalten bei der Bereitstellung von Regelenergie finanziell interessant, denn die Regelenergie wird an der Strombörse gehandelt. 48