Dipl.-Ing. Frank Runde
Diplomprüfung: 09/2005
Diplomprüfung: 09/2005
Schon in den 90er Jahren wurden landwirtschaftliche Biogasanlagen errichtet. Es war und ist den Landwirten damit möglich, durch Vergärung organischer Rohstoffe Strom und Wärme zu erzeugen.
Durch den Erlass des Stromeinspeisegesetzes im Jahr 2000 wurde die Errichtung landwirtschaftlicher Biogasanlagen durch die im Gesetz festgelegte Mindestvergütung für den eingespeisten Strom wirtschaftlicher. Als Folge dieses Gesetzes kam es zu zahlreichen Neubauten solcher Anlagen, wodurch ein weiteres Ziel, die Schonung von fossilen Ressourcen, erreicht wird. Durch Biogasanlagen werden jedoch nicht nur Ressourcen geschont, sondern auch Strom und Wärme auf umweltverträgliche Art erzeugt.
Durch die Novellierung des Gesetzes für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG) im Jahr 2004 ist der finanzielle Anreiz zur Errichtung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage nochmals gestiegen.
Mit dem heutigen Stand der Technik und den Erfahrungen der letzten Jahre ist es aus wirtschaftlicher und technischer Sicht möglich, sehr effektive Biogasanlagen zu errichten. Somit ist die Errichtung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage sicherlich als ein zusätzliches festes Standbein für den modernen landwirtschaftlichen Betrieb zu sehen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen ein Konzept einer landwirtschaftlichen Biogasanlage für einen in Mecklenburg-Vorpommern angesiedelten landwirtschaftlichen Betrieb erarbeitet.
In der Anlage werden jährlich 10.000 m³ Schweinegülle eingesetzt. Diese Menge an Gülle entsteht durch den hofeigenen Mastbetrieb und bildet die Grundlage der in der Biogasanlage verwendeten Substrate. Um den Gasbedarf des Blockheizkraftwerkes abzudecken, wird neben der Schweinegülle ein Co-Substrat in Form von nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) eingesetzt. Mit dem erzeugten Biogas von jährlich ca. 1.400.000 m³ wird das Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 340 kWel betrieben. Der produzierte Strom, ca. 2.730.000 kW/a, wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Vergütung des Stroms erfolgt nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz und ist für die nächsten zwanzig Jahre gewährleistet.
Durch den Einsatz der Schweinegülle können lediglich 17,5 % des jährlichen Gasbedarfes für das Blockheizkraftwerk erzeugt werden. Daher ist der zusätzliche Einsatz eines Co-Substrats notwendig. Die erforderliche Menge kann über die eigenen landwirtschaftlichen Flächen gedeckt werden. Durch einen direkten Vergleich zwischen Roggen und Maissilage wurde das Co-Substrat festgelegt. Es ergab sich, dass ein jährlicher Einsatz von 2.287 t Roggen erforderlich ist.
Anschließend wurde das Verfahren der geplanten Anlage auf das Speicherdurchflussverfahren festgelegt. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen wurde im weiteren Verlauf auf die einzelnen Komponenten der gesamten Anlage eingegangen, um sie aufeinander abzustimmen.
Ein wichtiges Ziel der gesamten Planung war, eine weitgehende Automatisierung der Betriebsabläufe der Biogasanlage zu erreichen. So wird der zeitliche Betreuungsaufwand für den Betreiber der Anlage minimiert. Ebenso wurde darauf geachtet, die Ausfallzeiten der Biogasanlage, die durch Wartungs- und Reparaturarbeiten auftreten, möglichst gering zu halten. So wird eine hohe jährliche Laufzeit gewährleistet, die Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb einer solchen Anlage ist.
Abschließend wurden die Kosten der landwirtschaftlichen Biogasanlage den Einnahmen aus dem Betrieb in einer finanzmathematischen Aufbereitung gegenüber gestellt, um einen Eindruck der Wirtschaftlichkeit der Anlage zu erhalten. Bei dieser ersten groben Abschätzung ergab sich für die Laufzeit von zwanzig Jahren ein durchschnittlicher Überschuss von ca. 46.000 € pro Jahr.
Durch den Erlass des Stromeinspeisegesetzes im Jahr 2000 wurde die Errichtung landwirtschaftlicher Biogasanlagen durch die im Gesetz festgelegte Mindestvergütung für den eingespeisten Strom wirtschaftlicher. Als Folge dieses Gesetzes kam es zu zahlreichen Neubauten solcher Anlagen, wodurch ein weiteres Ziel, die Schonung von fossilen Ressourcen, erreicht wird. Durch Biogasanlagen werden jedoch nicht nur Ressourcen geschont, sondern auch Strom und Wärme auf umweltverträgliche Art erzeugt.
Durch die Novellierung des Gesetzes für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz - EEG) im Jahr 2004 ist der finanzielle Anreiz zur Errichtung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage nochmals gestiegen.
Mit dem heutigen Stand der Technik und den Erfahrungen der letzten Jahre ist es aus wirtschaftlicher und technischer Sicht möglich, sehr effektive Biogasanlagen zu errichten. Somit ist die Errichtung einer landwirtschaftlichen Biogasanlage sicherlich als ein zusätzliches festes Standbein für den modernen landwirtschaftlichen Betrieb zu sehen.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde unter Berücksichtigung der gegebenen Bedingungen ein Konzept einer landwirtschaftlichen Biogasanlage für einen in Mecklenburg-Vorpommern angesiedelten landwirtschaftlichen Betrieb erarbeitet.
In der Anlage werden jährlich 10.000 m³ Schweinegülle eingesetzt. Diese Menge an Gülle entsteht durch den hofeigenen Mastbetrieb und bildet die Grundlage der in der Biogasanlage verwendeten Substrate. Um den Gasbedarf des Blockheizkraftwerkes abzudecken, wird neben der Schweinegülle ein Co-Substrat in Form von nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo) eingesetzt. Mit dem erzeugten Biogas von jährlich ca. 1.400.000 m³ wird das Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen Leistung von 340 kWel betrieben. Der produzierte Strom, ca. 2.730.000 kW/a, wird in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Vergütung des Stroms erfolgt nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz und ist für die nächsten zwanzig Jahre gewährleistet.
Durch den Einsatz der Schweinegülle können lediglich 17,5 % des jährlichen Gasbedarfes für das Blockheizkraftwerk erzeugt werden. Daher ist der zusätzliche Einsatz eines Co-Substrats notwendig. Die erforderliche Menge kann über die eigenen landwirtschaftlichen Flächen gedeckt werden. Durch einen direkten Vergleich zwischen Roggen und Maissilage wurde das Co-Substrat festgelegt. Es ergab sich, dass ein jährlicher Einsatz von 2.287 t Roggen erforderlich ist.
Anschließend wurde das Verfahren der geplanten Anlage auf das Speicherdurchflussverfahren festgelegt. Unter Berücksichtigung dieser Tatsachen wurde im weiteren Verlauf auf die einzelnen Komponenten der gesamten Anlage eingegangen, um sie aufeinander abzustimmen.
Ein wichtiges Ziel der gesamten Planung war, eine weitgehende Automatisierung der Betriebsabläufe der Biogasanlage zu erreichen. So wird der zeitliche Betreuungsaufwand für den Betreiber der Anlage minimiert. Ebenso wurde darauf geachtet, die Ausfallzeiten der Biogasanlage, die durch Wartungs- und Reparaturarbeiten auftreten, möglichst gering zu halten. So wird eine hohe jährliche Laufzeit gewährleistet, die Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb einer solchen Anlage ist.
Abschließend wurden die Kosten der landwirtschaftlichen Biogasanlage den Einnahmen aus dem Betrieb in einer finanzmathematischen Aufbereitung gegenüber gestellt, um einen Eindruck der Wirtschaftlichkeit der Anlage zu erhalten. Bei dieser ersten groben Abschätzung ergab sich für die Laufzeit von zwanzig Jahren ein durchschnittlicher Überschuss von ca. 46.000 € pro Jahr.