Umweltaspekte bei der Genehmigung von Biogasanlagen Arnold Niehage, Kreisamtsrat Kreisverwaltung Lippe Fachgebiet 4.3 Wasser- und Abfallwirtschaft Bodenschutz, Immissionsschutz 1
Übersicht Biogasanlagen, warum Anlagendichte und Verteilung Bund Anlage Kreis Lippe Kenndaten Genehmigungs-/Zulassungsvoraussetzungen Technische Auslegungs-/Leistungsdaten einer repräsentativen Anlage mit 650 KW el Ausblick, Entwicklung Diskussion 2
Warum Biogasanlagen zusätzliche Erwerbsmöglichkeit für die Landwirtschaft Ersatz fossiler Energieträger Klimaschutz, CO 2 - Minimierung aus Verbrennungsprozessen Ausstieg aus der Kernenergie Abhängigkeit von Gaslieferungen Gesicherter Absatz für landwirtschaftliche Erzeugnisse Reduzierung des Methan-/Geruchspotentials von Gülle Einführung neuer Technologien Markteinführung, Marktanreiz Gesetz über den Vorrang der erneuerbaren Energien (EEG) Biomasseverordnung Energiewirtschaftsgesetz Gasleitungszugangsverordnung 3
Anlagen Bund Anlagen in 1992: etwa 100 Anlagen in 02/2012: etwa 6.500 Verteilung Bayern ca. 2.200 Anlagen Nordrhein-Westfalen 503 Anlagen Niedersachsen ca. 1.200 Anlagen Baden-Württemberg etwa 800 Anlagen Restliche Bundesländer etwa 1.800 Anlagen 4
Anlagen Kreis Lippe Biogasanlagen: 32 Bioerdgasanlagen: 1 Leistung Biogasanlagen : 16 MW el Heizöläquivalent: CO 2 - Reduzierung: 18,8 MW therm 41.600 t/a 137.120 t/a 18.800 KW : 8 KW / Einfam. Whs. = 2.350 Einfam. Whs. Land NRW = 503 BGA, 250 MW el 5
Bedarf an Fläche Maissilage: 0,5 ha / KWh Grünland: 1 ha / KWh 500 KWh el 250 ha lw. Nutzfläche Anbaufläche für 16 MW el 8.000 ha Mais Kreis Lippe Gesamt: 126.400 ha Anbaufläche: 46.200 ha Maisanbau 2011 4.550 ha Potential + 7.900 ha Quelle: LWK NRW 6
Technik, Bauweisen 7
Dosierer 8
Fermenter 9
Fermenter mit Nachgärer 10
Gasverstromung, ή < 40 % 11
Sateliten-BHKW, ή > 75 % 12
Biomethananlage, ή > 88 % 13
Substrate Energiepflanzen aus lw. Erzeugung Mais, Körnermais, Gras, Sudangras, Ganzpflanzengetreide und deren Silagen Wirtschaftsdünger Gülle, Festmist, HTK Tierische Nebenprodukte Speisereste, Flotatfette, Molkereiabfälle Bioabfälle Grünschnitt, Treber, Trester, Schlempe, Fette 14
Kenndaten Heizwert H u Feuerungswärmeleistung Elektrische Leistung Thermische Leistung Wirkungsgrad Verlustleistung 15
Heizwert H u H u Biogas = 5,87 KWh/Nm³ bei 55 % CH 4 H u Erdgas = 11,06KWh/Nm³ bei 98,5 % CH 4 16
Feuerungswärmeleistung (FWL) FWL = dem Motor mit Biogas zugeführte Bruttoleistung Beispiel: 285 Nm³/h x 5,87 KWh/Nm³ = 1.672 KW FWL = 1.672 KW 17
Elektrische Leistung Elektrische Leistung = FWL x ή el 1.672 KW x 0,4 = 668 KW Elektrische Leistung = 668 KW 18
Thermische Leistung Thermische Leistung = FWL x ή therm 1.672 KW x 0,44 = 735 KW Thermische Leistung = 735 KW 19
Wirkungsgrad ή Wirkungsgrad = Nettoenergie/Bruttoenergie ή el = 668 KW / 1.672 KW ή el = 0,4 ή therm = 735 KW / 1.672 KW ή el = 0,44 ή gesamt = ή el + ή therm ή gesamt = 0,4 + 0,44 ή gesamt = 0,84 20
Verlustleistung Verlustleistung = Bruttoleistung Nettoleistung Bruttoleistung = 1.672 KW Nettoleistung = 1.403 KW (668 KW + 735 KW) 1.672 KW 1.403 KW = 269 KW Verlustleistung = 269 KW 21
Genehmigungsvoraussetzungen Privilegierung nach 35 Abs.1 Nr. 6 BauGB 51 % Biomasse eigen oder aus Nahbereich Räuml. funktionale Zusammenhang mit Hofstelle nur 1 Biogasanlage an der Hofstelle Nicht mehr als 2,3 Mio Nm³/a Biogas Anspruch auf Erteilung einer Genehmigung 2,3 Mio Nm³/a x 5,87 KWh/Nm³ = 13.501.000 KWh/a Brutto 13.501.000 KWh/a : 8.200 h/a 1.646 KW FWL 1.646 KW x 0,4 = 658 KW el 1.646 KW x 0,44 = 724 KW term 22
Genehmigungsvoraussetzungen Nicht privilegierte Anlagen Errichtung an oder in Gewerbe-/Industriestandorten Städtebauliches Planungserfordernis Steuerungsinstrument für Gemeinde über planungsrechtliche Festsetzungen und Ausschlusskriterien Bebauungsplan Vorhabenbezogener Bebauungsplan Städtebaulicher Durchführungsvertrag Ausweisung von Vorrangflächen im Flächennutzungsplan Rückbauverpflichtung, Rückbausicherung 23
Genehmigungsvorbehalte < 1.000 KW FWL nach Bauordnung NRW 1.000 KW FWL 3 t Biogas in den Gasdruckausgleichsbehältern 6.500 t Lagerkapazität Gülle (im Gärsubstrat) nach 4 BImSchG i.v.m. dem Katalog der gen. bed. Anlagen der VO über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) 24
Genehmigungsverfahren Antragstellerberatung + Scoopingtermin Antragstellung Vollständigkeitsprüfung Beteiligung der Träger öffentl. Belange Vorprüfung nach UVPG Prüfung der Gutachten - Brandschutz - Anlagensicherheit - Luftreinhaltung u. Gerüche - Baugrund-/Boden Prüfung eingehender Stellungnahmen Genehmigungsphase 25
Träger öffentlicher Belange Gemeinde (planungsrechtl. Prüfung) Landwirtschaftskammer (Nährstoffverwertung, Flächennachweis) Bodenschutz (Nährstoffverwertung, Bodenschutz) Gewässserschutz (techn. Wasserschutz, Wasserschutzgbiete ) Immissionsschutz (Luft, Gerüche, Lärm, Erschütterungen ) Landschaft- und Naturschutz (Artenschutz, Eingriffsausgleich ) Bauordnungsbehörde Veterinäramt Gesunddheitsamt Landesumweltamt Recklinghausen (LANUV NRW) Bezirksregierung (Arbeitsschutz/Anlagensicherheit) Weitere 26
Umweltaspekte (-) Flächenverbrauch Anlagenbau ( 1 ha Versiegelung für BGA 500 KW el ) Flächenbedarf Pflanzenanbau (500 KWl el 250 ha) Monokultur durch Maisanbau Maisanbau Artenschutz, Verdrängung/Nahrungsangebot!! Wasser-/ Gewässerschutz Fahrsilo Düngung Mangelhafter Anlagenbau Offene Gärrestlager Methanschlupf Standortbedingt Ineffiziente Wärmenutzung geringer Wirkungsgrad 27
Umweltaspekte (-) Beispiel für mangelhaften Anlagenbau Gärrestbehälter 6.000 m³ ohne Fugenbänder und Fugenbleche PU- Schaum in Baumarktqualität 28
Umweltaspekte (-) 29
Umweltaspekte (-) 30
Abwasserpilz durch Silowasser 31
Gewässerverunreinigung durch Silowasser 32
Gewässerverunreinigung durch Silowasser 33
Umweltaspekte ( - ) Flächenversiegelung Flächenverbrauch Monokulturen durch Maisanbau Wärmenutzung Wirkungsgrad Gewässerverunreinigung Emissionen-/Immissionen Akzeptanzprobleme, Ethik 34
Umweltaspekte ( + ) CO 2 - Bilanz (Emissions - Transferfaktor 3,16 kg CO 2 /kg HEL) Substituierung fossiler Brennstoffe Standortsicherung, Wärmebereitstellung Bioerdgaserzeugung Pflanzenverfügbarkeit Substituierung von Kunstdünger Erhaltung / Verbesserung der Humusbilanz Minimierung von Geruchsimmissionen Minimierung von Methanemission aus Gülle Aktiver Klimaschutz 35
Daten einer 650 KW el - Anlage Baugrund: 8.000 m² 10.000 m² Anbaufläche für Biomasse: 250 ha (0,5 ha Mais / KW el ) Bedarf an Frischmasse: 21.000 t/a entspr. 58 t/d Anfall Gärreste: 18.000 t/a Bedarf Düngefläche: 270 ha Ertrag Biogas: 2.300.000 Nm³/a entspr. 262 Nm³/h 2.990 t/a Leistung el : Leistung therm Heizöläquivalent: CO 2 - Reduzierung: 650 KW 722 KW 1.300 t/a 4.285 t/a 36
Ausblick, Entwicklung Neufassung EEG 2012 - Absenkung der Förderung - Wegfall Formaldehydbonus - Kontingentierung Mais - Besserstellung der Güllevergärung Energiegehalt Schweinegülle (Mais) TS 6 % (33%), ots 75 % (95 %), Gasertrag 380 l/kgots (720 l/kgots) 6.000 m³/a Gülle = 102.600 Nm³/a Biogas 102.600 Nm³/a Biogas x 5,87 KWh/Nm³ / 8760 h/a = 52 KW FWL 52 KW FWL x ή el 0,4 20 KW el Wirtschaftlichkeit? - Öffnung für Material nach Biomasseverordnung 37
Rechtsänderung 38
4. BImSchV Nr. 1.15 a) Spalte 2 Erzeugung von 1,2 Mio Nm³/a Biogas Nr. 1.15 b) Spalte 2 Aufbereitung von 1,2 Mio Nm³/a Biogas Nr. 8.6 b) Spalte 2 biolog. Behandlung n.g. Abfälle, 10 t bis weniger als 50 t /d Nr. 8.6 b) Spalte 2 biolog. Behandlung n.g. Abfälle ab 1,2 Mio Nm³/a Biogas + < 50 t/d n,g, Abfälle 39
UVPG Änderung der Anlage 1, zusätzlich zu Nr. 1.3.2 Verbrennungsmotoranlagen f.d. Einsatz von Biogas NAWARO Abfälle 40
Diskussion Auswirkungen Region Landwirtschaftliche Strukturen Flächenbedarf Energieeffizienz Artenschutz Monokulturen Mais Energierübe 2012 41
Vielen Dank 42