Aufbereitung von Biogas zur Einspeisung in das Salzburger Erdgasnetz

Ziele des Projekts

• Alternative Möglichkeit der Biogasnutzung
• Hoher Gesamtnutzungsgrad von Biogas - Dezentrale Erzeugung und energieeffiziente Verwertung
• Kostengünstige, abfallfreie Biogasreinigung
• Basisdaten zur wirtschaftlichen Biogaserzeugung und -einspeisung

Die wichtigsten Ergebnisse

• Rechtliche, technische und betriebswirtschaftliche Betriebsbedingungen zur Biogaseinspeisung
• Substratpotenzial, optimierte Betriebsführung und Integration für geeignete Standorte einer Demo-Anlage im Flachgau
• Evaluierung und Simulation von verfügbaren Reinigungsmethoden
• Entwicklung einer biologischen Entschwefelung zum Technikumsmaßstab
• Entwicklung einer optimierten adsorptiven CO2-Reinigung hinsichtlich Wahl des Adsorbens und der Betriebsweise
• Schließung von Stoffkreisläufen in der Reinigungseinheit als integrativen Ansatz

Die größten Herausforderungen des Projektvorhabens

• Aufgrund fehlender rechtlicher Rahmenbedingungen ist die Wirtschaftlichkeit der Biogaseinspeisung derzeit nicht gegeben
• Schaffung einer umfassenden Grundlage für ein Demonstrationsprojekt
• Entwicklungsfortschritt der beiden Reinigungstechnologien als Basis zur späteren Umsetzung

Kurzbeschreibung

Die Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz bietet eine nachhaltige energieeffiziente Energieversorgung, da das Gas an den Orten verstromt werden kann, wo auch eine dauerhafte Wärmeabnahme gegeben ist. Derzeitige dezentral eingesetzte Blockheizkraftwerke erreichen in dünn besiedelten ländlichen Gebieten oft nur eine geringe Wärmenutzung. Zusätzliche Einsatzmöglichkeiten für Biogas eröffnen sich mit dieser örtlichen Trennung der Erzeugung und der Nutzung von Biogas, beispielsweise Treibstoffproduktion oder Einsatz in zentralen Kraft Wärme Kopplungen mit Gasturbinen.

Die Aufbereitung des Biogases auf die erforderliche Qualität stellt eine technische und betriebswirtschaftliche Herausforderung dar. Die Erarbeitung der nötigen Rahmen-bedingungen zur Errichtung einer Demonstrationsanlage zur Einspeisung von Biogas ins Salzburger Hochdruck-Erdgasnetz sowie die Weiterentwicklung einer kostengünstigen und abfallfreien Reinigungseinheit sind Gegenstand des Projekts BioMethan.

Standort

Aus mehreren Alternativen wurde als Standort für die Biogas- und Kompostieranlage Wals ausgewählt.

Für diese Region wurde eine Liste von Substraten und Kosubstraten zusammengestellt, welche sich für eine Anlagengröße von ca.150 m³ Biogas pro Stunde, gut eignen.

Einspeisung

Bei der Formulierung der Einspeisekriterien wurde auf die ÖVGW Richtlinien G 31 "Erdgas in Österreich" sowie G 177 "thermische Abrechnung" zurückgegriffen. Netz- und betriebschädliche Stoffe - welche in der Richtlinie G 31 nicht namentlich genannt, sich aber im Biogas befinden können - müssen noch definiert werden.

In der Planung der Demonstrationsanlage geht man derzeit nicht von einer Vollaufreinigung auf Erdgasqualität sondern von einer Teilaufreinigung aus.

Ziel ist es ein Mischungsverhältnis von 1:25 (Biogas/Erdgas) zu realisieren. In den Sommermonaten kommt es innerhalb des Erdgas- Versorgungssystems sporadisch zu geringeren Gasdurchflüssen in der Hochdruckleitung. Weil der gewünschte Verdünnungseffekt nicht erreicht werden kann, wird darauf bedacht genommen, dass nicht 100% des erzeugten Biogases in das Erdgashochdrucknetz eingespeist werden kann. Das überproduzierte Biogas wird zur Eigenwärmeerzeugung verwendet.

Biogasreinigung

Die im Projekt BioMethan entwickelte Testanlage der biologischen Entschwefelung konnte optimiert werden. Die Realisierung von halbindustriellen Anlagen steht unmittelbar bevor. Der Test eines alternaiven Adsorbens (Amin) zur CO2-Abtrennung zeigte positive Ansätze zur Effizienzsteigerung der Druckwechseladsorption, die mögliche technische Umsetzung ist noch zu prüfen.

Wirtschaftlichkeit

Nach Berechnungen der Gesamtwirtschaftlichkeit auf Basis der derzeit vorliegenden Struktur und der Erdgaspreise von 2003 ist eine wirtschaftliche Realisierbarkeit nicht möglich. Neben den Investitionskosten wirken sich auch die laufenden Betriebskosten (Aufreinigung, Kompression für Hochdrucknetz) und die in Salzburg hohen Substratkosten negativ auf die Anlage aus.

Die spezifischen Gasgestehungskosten bei vollständiger Biogasaufbereitung als Kombination der biologischen Entschwefelung und einer Druckwechseladsorption steigen bei kleinen Anlagen unter 150 Nm3/h (~ 1,5 MW Brennwertleistung Reingas) stark an. Bei größeren Anlagen ist mit Austauschgas-Gestehungskosten zwischen 50 und 55 c€/Nm³ (4,3-5,2 c€/kWh Brennwertleistung Reingas) zu rechnen.

Im Vergleich zu anderen Aufbereitungsverfahren, z.B. Wäscher liegen die errechneten Werte im gleichen Bereich und sind somit konkurrenzfähig.

Ausblick

Ein Antrag zur Förderung einer Demonstrationsanlage zur Biogaseinspeisung wurde im Programm Energiesysteme der Zukunft eingereicht.

Projektstatus

abgeschlossen

Projektleiter
(Kontaktadresse)

Dipl.-Ing. Johann Bergmair
Profactor Produktionsforschungs GmbH
A-4407 Steyr/Gleink
Im Stadtgut A2
Tel: +43 (0)7252/885-0
Fax: +43 (0)7252/885-101
E-Mail: johann.bergmai@profactor.at
Internet: www.profactor.at

Institut
Profactor Produktionsforschungs GmbH

Projekt- bzw.
Kooperationspartner

TU Wien, Institut für Verfahrenstechnik (Werkvertragspartner) (Werkvertragspartner)
Salzburg AG für Energie, Verkehr und Telekommunikation (Projektpartner)
Integral Umwelt- und Anlagentechnik Gesellschaft m.b.H (Projektpartner)
Thöni Industriebetriebe GmbH (Projektpartner)