B 3. Wärmenutzung in Biogasanlagen. BioenergieBeratungBornim GmbH. Matthias Plöchl. Eine Ausgründung des ATB. ETI AG Biogas Rathenow

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1 Wärmenutzung in Biogasanlagen Matthias Plöchl ETI AG Biogas Rathenow

2 Übersicht Gesetzliche Regelungen Pflicht zur Wärmenutzung Ausnahmen Beispiele für Wärmenutzung Trocknung Gärrest Nahwärmeversorgung Holztrocknung Aquakultur ORC

3 Regeln des EEG 2009 und 2012 EEG 2009 KWK-Bonus für EEG-konforme Wärmenutzung Positivliste für Wärmenutzung im Grundsatz, wenn fossile Brennstoffe ersetzt werden EEG 2012 Verpflichtung 60 % der BHKW-Abwärme zu nutzen im ersten Rumpfjahr 25 % 25 % Fermenterheizung werden angerechnet bei Nichteinhaltung Vergütungsverringerung

4 Verringerung der Vergütung Bei Nichteinhaltung der Nutzung von mindestens 60 % im Jahresmittel In den Jahren 2-5 Monatsmittelwert der EEX-Vergütung 2. Quartal ,361 ct/kwh ab dem 6. Jahr 80 % der EEG Vergütung

5 Befreiung zur Wärmenutzung Güllekleinanlagen mit einer Leistung 75 kw und einer Güllemenge von 80 % Anlagen mit einem Wirtschaftsdüngeranteil 60 % der Einsatzstoffe Biogasanlagen, die die Marktprämie nutzen Biogasanlagen, die mindestens 90 % Bioabfälle vergären

6 Anerkannte Wärmenutzung Ersatz fossiler Energieträger oder Positivliste Gebäudeheizung bis 200 kwh/m² VoraussetzungeinerWärmetrassevon mind. 400 m zulässigeverlustederwärmeübertragung25% (ca. 3 km) Prozesswärmenutzung Holztrocknung0,9 kwh/kg einigeindustrielleprozesse

7 Anerkannte Wärmenutzung Positivliste Beheizung von Geflügelaufzucht (wenn fossile Energieträger eingespart werden) Beheizung von Tierställen Geflügelmast 5 kwh/tierplatz Sauenhaltung 350 kwh/tierplatz Ferkelaufzucht 75 kwh/tierplatz Schweinemast 45 kwh/tierplatz Gewächshausbeheizung (wenn fossile Energieträger eingespart werden)

8 Anerkannte Wärmenutzung Positivliste Hygienisierung/ Pasteurisierung von Gärresten Aufbereitung von Gärresten zum Zweck der Düngemittelherstellung Nachverstromungseinheiten Organic-Rankine-Cycle Kalina-Cycle-Verfahren

9 Beispiel Gärresttrocknung Verminderung der Düngemenge Kostenreduzierung von Ausbringung und Lagerung Herstellung von transport- und vermarktungsfähigen Düngemitteln Reduzierung der Investitionskosten durch verringerte Lagerkapazität Vermeidung von umweltrelevanten Immissionen Weiterverarbeitung zu Brennstoffen aus Gärresten

10 Beispiel Gärresttrocknung Fütterung der Biogasanlage Mais, Getreide, Gras und Schweinegülle BHKW 489 kw elektrische installierte Leistung 670 kw thermische Leistung Gärrest t/a, 5 % TM

11 Beispiel Gärresttrocknung Technik zur Trocknung

12 Beispiel Gärresttrocknung Technik zur Trocknung/Separatoren

13 Beispiel Gärresttrocknung Technik zur Trocknung/Verdampfer Fallstromverdampfer Zwangsumlaufverdampfer Plattenverdampfer

14 Beispiel Gärresttrocknung Technik zur Ausbringung von Gärresten Lagern Radlader regensichere kurz-, mittel- oder langfristigen Lagerung getrockneter Gärreste gleichmäßige Aufschüttung Beladen Radlader Anhänger Kran, Förderband, Förderschnecke Transportieren Traktor Anhänger mit Häckselaufsatz, Kipptechnik oder Streuer Lastkraftwagen. Ausbringen Traktor und Stalldungstreuer, Breitstreuwerk, Großflächenstreuer oder Tellerstreuer

15 Beispiel Gärresttrocknung Kosten eines Bandtrockners für t/a Investitionen Bandtrockner: Verlege-und Dienstleistungskosten: Betriebskosten Stromkosten und Reparaturkosten: /a Leasing Laufzeit:84 Monate Leasingrate:3.758 /Monat = /a Restwert,10% nach sieben Jahren:27.900

16 Beispiel Gärresttrocknung Einsparung von Transportkosten Flüssige Gärrestausbringung Wert Einheit Menge: t/a Ausbringhäufigkeit: 2 1/a Ausbringmenge: 20 m³/ha Ausbringfläche: 500 ha Ausbringungskosten: 111,63 /ha Dieselbedarf pro Hektar: 18,01 l/ha Dieselbedarf gesamt: l CO 2 -Äquivalent: kg CO 2 Kosten: /a

17 Beispiel Gärresttrocknung Einsparung von Transportkosten Getrocknete Gärreste Wert Einheit Menge: 300 t/a Ausbringhäufigkeit: 1 1/a Ausbringmenge: 1,2 t/ha Ausbringfläche: 250 ha Ausbringungskosten: 45,36 /ha Dieselbedarf pro Hektar: 7,52 l/ha Dieselbedarf gesamt: l CO 2 -Äquivalent: kg CO 2 Ausbringungskosten: /a

18 Beispiel Gärresttrocknung Einsparung von Transportkosten Flüssige Phase Wert Einheit Menge: t/a Ausbringhäufigkeit: 1 1/a Ausbringmenge: 20 t/ha Ausbringfläche: 460 ha Ausbringungskosten: 67,71 /ha Dieselbedarf pro Hektar: 10,8 l/ha Dieselbedarf gesamt: l CO 2 -Äquivalent: kg CO 2 Ausbringungskosten: /a

19 Beispiel Gärresttrocknung Einsparung von Transportkosten Flüssige Phase + getrocknete Gärreste Wert Einheit Dieselbedarf gesamt: 6848 l/a CO 2 -Äquivalent: kg CO 2 Ausbringungskosten: /a Die Vorteile gegenüber der konventionellen Gärrestausbringung belaufen sich auf eine verminderte Dieselmenge von Liter, verringerte CO 2 Emissionen von kg und

20 Beispiel Gärresttrocknung Nährstoffgehalte

21 Beispiel Wärmenutzung BHKW Leistung [kw] 500 BHKW Laufzeit [h] 8000 Wirkungsgrad (thermisch) [%] 41 Thermische Leistung [MWh] 4049 Prozesstemperatur [ C] 40 Wärmemenge (netto) [MWh] 3196 Altbau-Bestand-Energieverbrauch [kwh/m²*a] 250 EEG 2012 Energieverbrauch [kwh/m²*a] 200 Niedrigenergiehaus [kwh/m²*a] 70 Gebäudeversorgung Einfamilienhaus Altbaubestand Grundlast Gebäudeversorgung Einfamilienhaus - EEG Grundlast Gebäudeversorgung Einfamilienhaus - Niedrigenergiehaus

22 Beispiel Wärmenutzung Anzahl Häuser Altbau EEG Niedrigenergiehaus Jahreseinkommen

23 Beispiel Holztrocknung Produkt = Kaminholz Produktmenge Srm/a? 35 % MWh 45% 6600 MWh 2970 Schüttraummeter 330 kg Investitionskosten [ ] EEG Vorgabe 0,9 kwh/kg Zinssatz [%] p.a. 8 % Herstellerangaben 1,5-2,0 kwh/kg Kapitalkosten [ ] Beispielanlage 800 kw Gewinn je Srm 10 Produktgewicht kg Gewinn pro Jahr Zul. Wärmebedarf (EEG) Wärmebedarf nach Hersteller kwh/a Bereinigter Gewinn pro Jahr kwh/a 800 kw

24 Beispiel Aquakultur Anlagentyp: Warmwasser-Kreislaufanlage Wirtschaftlichkeit Fischart: Zander Energiekosten (Heizöl) 0,08 /kwh Besatzdichte: ca. 65 kg/m³ H2O Versorgungskosten Energiebedarf Energiekosten (Erdgas) 0,06 /kwh Wasserbeheizung: 0,07 Transmissionsverluste: 0,04 Lüftungsverluste: 0,04 Gesamt: 0,15 Wasserbedarf einer 65 Tonnen Anlage kwh/h je m³ H2O kwh/h je m³ H2O kwh/h je m³ H2O kwh/h je m³ H2O Energiebedarf 150 kwh/h Jahresenergiebedarf kwh/a Versorgungskosten Energiekosten (BGA 1) 0,03 /kwh Versorgungskosten Energiekosten (BGA 2) 0,02 /kwh m³ Wasser Versorgungskosten

25 Beispiel Aquakultur Biogasanlage 400 kwth Prozesswärme 100 kwth Aquakultur 150 kwth Gesamt: 250 kwth Wärmeverwertung: 62,5 %

26 Beispiel ORC ORC-Größe [kw] ORC-Laufzeit [h] Wärmebedarf [kw.th] 500,0 313,0

27 Beispiel ORC ORC-Größe [kw] ORC-Laufzeit [h] Vergütung gemäß EEG2012 [ct/kwh] Jährliche Erlöse in Wartung Bereinigte Erlöse in Anlagenkosten in Amortisation [a] 5,2 5,7

28 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit