Christin Bücker, M.Eng.
Datum des Kolloquiums: 14. Dezember 2010
In Kooperation mit: Fachhochschule Münster, Steinfurt
Im Rahmen dieser Masterarbeit wurden Konzepte entwickelt, wie sowohl bestehende als auch Neubauten von Biogasanlagen in unterschiedlichen Bereichen der Biogasproduktion optimiert werden können.
Im ersten Teil dieser Arbeit sind zehn Biogasanlagen in Nordrhein-Westfalen vom Acker bis zur Stromverwertung untersucht worden. Dazu wurden alle verfügbaren Informationen der Anlagen gesammelt und geordnet. So wurden zunächst Begehungen der Anlagen und Gespräche mit den Betreibern durchgeführt, woraus sich die Basisinformationen wie der grundsätzliche Aufbau, der Substrat-Mix und die Betriebsweise ableiten lassen. Weiterhin wurden eine Fotodokumentation erstellt und vorhandene Betriebstagebücher ausgewertet. Weiterhin wurde mit den Anlagenbetreibern ein ausführlicher Analysebogen besprochen.
Zudem erfolgten temporäre Messungen in den folgenden Bereichen:
- Eigenenergieverbrauch (Abb. 1)
- Methanemissionsquellen (Abb. 2)
Abb. 1: Erfassung des Eigenstromverbrauchs
Abb. 2: Aufspüren von Methanleckagen
Die gewonnenen Daten dienten weiterhin für das Projekt "Ökologische und ökonomische Optimierung von bestehenden und zukünftigen Biogasanlagen". Neben den zehn untersuchten Anlagen in Nordrhein-Westfalen sind die Ergebnisse des Untersuchungsprogramms von zehn bayerischen Anlagen in das Projekt mit eingeflossen. Da diese Daten nicht selbstständig erfasst wurden, ist in dieser Masterarbeit lediglich die Tendenz der Ergebnisse aller dieser Anlagen dargestellt worden.
Im zweiten Teil der Arbeit sind die gewonnenen Daten aller Anlagen gegenübergestellt und bewertet worden. Mit Hilfe dieser sogenannten Ist-Analyse wurde deutlich, dass teilweise unterschiedliche Ansatzpunkte in Bayern und Nordrhein-Westfalen vorliegen (siehe Abb.3). Für eine vergleichbare Bewertung und Darstellung wurde eine Matrix mit Bewertungsparametern entwickelt. Anhand dieser Parameter sind Konzepte mit besonderen Optimierungspotenzialen ausgewählt worden.
Abb. 3: Spezifischer Eigenbedarf der Einbringung ohne Gülle, bezogen auf die eingebrachte Feststoffmasse
Die in der Arbeit aufgeführten Verbesserungspotenziale beziehen sich auf folgende Bereiche:
- Verbesserung des Eigenenergieverbrauchs
1.1 Enbringung der Substrate
1.2 Optimierung des Entfeuchtungsverfahren
1.3 Verringerung der Leistungsspitzen - Methanemissionen
2.1 Vermeidung von Biogasleckstellen
2.2 Restgaspotenzial im Endlager - Optimierung der Gärresteaufbereitung
Die bearbeiteten Maßnahmen führen jeweils zu einer ökonomischen und ökologischen Verbesserung. Allerdings bleibt zu erkennen, dass die Ansatzpunkte zur Verbesserung bei bestehenden Biogasanlagen begrenzt sind. Deshalb ist besonders bereits während des Planungsprozesses auf eine optimale Auslegung und Gestaltung der Biogasanlage zu achten.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass alle Verbesserungsmaßnahmen nur in Zusammenarbeit mit dem Anlagenbetreiber zu einem erfolgreichen Betrieb des Biogasprozesses führen. Gewissenhaftes Arbeiten, wie z.B. das Führen von Wartungsplänen und Betriebstagebüchern, trägt neben einer abgestimmten Anlagentechnik zum Erfolg einer Biogasanlage bei.