Fachagentur Nachwachsende RohstoffeEin Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft

 

Projektverzeichnis - Details

Verbundvorhaben: Systemdienlicher Ausgleich der jahreszeitlichen Schwankungen des Energiebedarfs durch saisonal flexibilisierte Biogaserzeugung am Praxisbeispiel der Nutzung von Extensiv- und Biotopgrünland; Teilvorhaben 1: Ökologisch-ökonomische Auswirkungen der Saisonalisierung - Akronym: BioSaiFle

Anschrift
Universität Stuttgart - Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung
Heßbrühlstr. 49 a
70565 Stuttgart
Projektleitung
Dr. Ludger Eltrop
Tel: +49 711 685-87816
E-Mail schreiben
FKZ
2219NR042
Anfang
01.01.2020
Ende
30.04.2023
Ergebnisverwendung
Hier wurden Referenzgasprofile auf Betriebs- und Systemebene erstellt und als Input für das experimentelle Design und die Praxisversuche in einer Biogasanlage mit einem saisonal flexiblen Betrieb verwendet. Die saisonalen Flexibilitätsanforderungen sind auf Betriebs- und Systemebene weitgehend ähnlich. Es kann von einer hohen Fluktuation des Energiebedarfs über das Jahr ausgegangen werden, speziell bei hohen CO2 Minderungszielen. Auf Betriebsebene sind deutliche Unterschiede für Betriebe mit oder ohne Wärmenachfrage festzustellen. Ein Großteil der Gradienten der optimalen Profile wird als technisch machbar angesehen, trotzdem besteht ein Anteil an Profilen, die nur schwer oder gar nicht umsetzbar sind, bes. bei positiven Gradienten sowie im Winter und bei BGA mit Wärmenetz. Ein saisonal flexibler Betrieb kann aber bei Vorliegen günstiger Rahmenbedingungen wirtschaftlich und organisatorisch empfohlen werden. Die THG-Bilanz zeigt ein hohes THG-Minderungspotential von Biogas aus FFH-Schnittgut ggü. Erdgas in der Größenordnung von 91%. Größter Einfluss auf das Ergebnis hat der Transport sowie die Gärrestgutschrift. In BB fallen die THG-Emissionen analog zu den Kosten tendenziell geringer aus als in BW. Die Integration verschiedenste Erlösströme in die Substratoptimierung zeigt allgemeinen einen geringen ökonomischen Mehrwert und Beitrag zur Wirtschaftlichkeit von FFH-Schnittgut, ist aber sehr anlagenspezifisch und kann auch zu einer Verbesserung der spezifischen THG-Emissionen beitragen. Der Mehrwert kann bei Veränderung bestimmter Restriktionen wie z.B. der Mindest-THG Reduktion oder hohen THG-Quoten Preisen im Kraftstoffmarkt gesteigert werden, hängt aber wiederum von den anlagenspezifischen Gegebenheiten ab. In der Szenarioanalyse für den Bestand zeigt sich die Vorteilhaftigkeit ggü. der regulären Flexibilisierung. Im Vergleich ist die Biomethanaufbereitung unter aktuellen Rahmenbedingungen das wirtschaftliche Post-EEG Konzept.
Aufgabenbeschreibung
Biogasanlagen (BGA) ermöglichen eine bedarfsorientierten Strom- und Wärmeproduktion und können in Ergänzung zu fluktuierenden erneuerbaren Energien (fEE) zur Deckung der Residuallast beitragen und systemdienlich betrieben werden. Die Flexibilität kann dabei in verschiedenen Komponenten der BGA bereitgestellt werden – bei der Gasnutzung im BHKW und bei der Gasproduktion im Fermenter. Bisherige Biogasforschung zielte hauptsächlich auf den kurzfristigen Ausgleich über Tage bzw. Wochen. Die Einspeisung von fEE und auch der Strom- und Wärmebedarf weisen jedoch aufgrund der jahreszeitlichen Witterung ein saisonales Profil auf. Dieses kann von Biogasanlagen bedient werden. Aufgrund der begrenzten Gasspeicherkapazitäten kommt der flexiblen Gaserzeugung jedoch eine besondere Rolle zu. Die Energiespeicherung erfolgt in der dafür geeigneten Biomasse und die Nutzung hochwertiger Silage wird vorrangig in den Winter verschoben. Gleichzeitig wird die Anlagenleistung im Sommer durch eine verminderte Gasproduktion bei der Nutzung eines schwer abbaubaren Substrates reduziert. Vor diesem Hintergrund soll im Forschungsprojekt die Eignung von Schnittgut Extensiv- bzw. Biotopgrünland (z.B. FFH-Mähwiesen) für die saisonale Flexibilisierung (Saisonalisierung) der Bioenergie untersucht werden. In den Sommermonaten soll schwer abbaubares Schnittgut verwertet und für diesen Zweck adäquat aufbereitet werden. In den Wintermonaten soll dann durch die Zufuhr leicht umsetzbarer Substrate die Anlagenleistung wieder gesteigert werden. Zusätzlich zur Saisonalisierung kann durch Gas- und Wärmespeicherkapazitäten eine kurzfristige Bereitstellung von Flexibilität in der Gasnutzung erfolgen. Die Betriebskonzepte werden für verschiedene Landschaften und Naturräume anhand von Beispielen aus Baden-Württemberg und Brandenburg geprüft und ihre Transferpotenziale für andere Bundesländer bestimmt. Dazu wird mit Praxisakteuren, in BW z.B. das LRA Reutlingen, zusammengearbeitet.

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