Dipl.-Ing. Dominik Pietroschek
Diplomprüfung: 09/2009
In Kooperation mit: PlanET Biogastechnik GmbH
Das Ziel dieser Diplomarbeit bestand darin, für die PlanET Biogastechnik GmbH eine Kleinbiogasanlage zu konzeptionieren, die auf verschiedene landwirtschaftliche Betriebsformen abgestimmt wird.
Hierbei sollte für drei typische Betriebsformen auf Basis des anfallenden Wirtschaftsdüngers und einer geringen Menge an nachwachsenden Rohstoffen, eine für alle Betriebsformen kompatible Anlage entwickelt werden.
Bei den betrachteten Betriebsformen handelte es sich um den:
- Milchviehbetrieb
- Schweinemastbetrieb
- Schweine- und Rindermastbetrieb
Für die weitere Vorgehensweise wurden die biologischen Parameter sowie verfahrenstechnische Eigenschaften festgelegt.
Es wurde der mögliche Betrieb der Kleinbiogasanlage in Kombination mit dem Einsatz verschiedener Blockheizkraftwerke untersucht. Hierbei kamen folgende Blockheizkraftwerke zur Disposition:
- 30 kW Mikrogasturbine
- 30 kW Gas-Otto-Motor
- 40 kW Zündstrahlmotor
- 40 kW Gas-Otto-Motor
Durch eine Abschätzung der Wirtschaftlichkeit konnte ermittelt werden, mit welchem Aggregat die Anlage rentabel zu betreiben ist. Zudem konnte so die maximale Investitionssumme auf 340.000 € begrenzt werden.
Im weiteren Verlauf wurde auf die möglichen Komponenten der Anlage eingegangen. Mittels einer morphologischen Betrachtung über Target Costing konnten die Anlagenkomponenten ausgewählt werden. Ein wesentliches Ziel, das während der gesamten Arbeit verfolgt wurde, war eine Anlage zu entwickeln, die dem Stand der Technik entspricht, aber auch kostengünstig angeboten werden kann.
Anschließend erfolgte die Dimensionierung der Anlage, wobei im Vordergrund die Anforderung bestand den betriebseigenen Wirtschaftsdüngeranfall als Grundsubstrat zu verwerten. Zur Ermittlung der Menge des Co-Substrats, das neben dem Wirtschaftsdünger in der Biogasanlage zur Produktion der benötigten Menge an Biogas erforderlich ist, wurden entsprechende Berechnungen durchgeführt.
Abschließend wurden innerhalb einer detaillierten wirtschaftlichen Berechnung die Kosten für den Betrieb der Anlage ermittelt, um einen Überblick über den zu erwartenden Gewinn pro Jahr zu erhalten. Mittels der Kapitalwertmethode konnte ebenfalls der Barwert der Anlage nach Ablauf der garantierten Vergütung ermittelt werden.
Zusammenfassend ist zu sagen, dass der Betrieb einer landwirtschaftlichen Kleinbiogasanlage mit einem Wirtschaftsdüngereinsatz von über 90 % technisch möglich ist und auch rentabel betrieben werden kann. Jedoch muss die Nutzung der verfügbaren Wärmeenergie zukünftig weiter vorangetrieben werden, um diese Energieressource besser auszunutzen. Die Möglichkeit zur Verwertung der Überschusswärme, insbesondere bei der Betriebsform Milchviehbetrieb, ist noch nicht hinreichend ausgeschöpft.