Die Zeit ist reif – Biogas jetzt effizienter erzeugen mit Consentis

Zur EuroTier 2010 in Hannover präsentiert die Consentis Anlagenbau GmbH ein optimiertes Anlagenkonzept, bei dem die ökonomische und technische Effizienz deutlich verbessert wurde.

Um auch unter künftigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich Biogas produzieren zu können, müssen vorhandene Energiepotenziale optimal ausgeschöpft und die Effizienz der Biogaserzeugung weiter optimiert werden. Die Consentis Anlagenbau GmbH aus Wietmarschen präsentiert deshalb auf der EuroTier das Consentis Concept 2011. Hierbei handelt es sich um die neueste Generation von Biogasanlagen, bei der zahlreiche neue technologische Verfahren eingeführt und gezielt aufeinander abgestimmt wurden, um somit die technische und ökonomische Effizienz der Biogasproduktion zu verbessern. „Hierbei handelt es sich nicht nur um eine neue technische Komponente, sondern um die Abstimmung unterschiedlicher Systeme in der Prozessführung, der Anlagentechnologie und der Auslastung“, berichtet Gerrit Meiners, Vertriebsleiter bei Consentis. Grundlage für die Weiterentwicklung waren Praxiserhebungen in laufenden Anlagen, die unter anderem in Bezug auf Auslastung, Prozessführung und die Stromentstehungskosten untersucht wurden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse sind in das neue Anlagenkonzept eingeflossen.

Um eine gleichmäßige Prozessführung im Fermenter sicherzustellen, setzt Consentis auf ein Großflügelrührwerk mit optimierten Strömungsverhältnissen. Diese Technik soll die Auflösung von Sink- und Schwimmschichten, eine gleichmäßige Durchmischung im Fermenter ermöglichen und somit die Gasentwicklung fördern. Das Rührwerk zeichnet sich nach Herstellerangaben durch einen guten Wirkungsgrad bei hohem TS-Gehalt, eine lange Lebensdauer und einen geringen Energieverbrauch aus.

Um Wärmesenken erschließen zu können, kommen vermehrt sogenannte Satelliten BHKWs zum Einsatz, deren Wärmeabsatz meist schwankend ist. Um auch bei diesen wärmegeführten BHKWs eine kontinuierliche Gesamteinspeiseleistung zu realisieren, welche dabei zum Beispiel maximale Einspeiseleistungen von 500 kW berücksichtigt, hat Consentis die „Consentis Ekonomizer“ Steuerung entwickelt. Betriebsstillstände, welche zum Beispiel bei Wartung eines BHKW entstehen, werden durch anderen BHKWs kompensiert. Bei Leistungsabruf einer Wärmesenke wird das BHKW an dem Standort automatisch auf ein höheres Leistungsniveau gebracht und an anderen Standorten, an denen nur ein geringer Wärmebedarf besteht, entsprechend reduziert. Ein wärmegeführter Anlagenbetrieb ist damit nicht mehr nur großen Industrieanlagen vorbehalten, sondern jetzt auch für landwirtschaftlich privilegierte Biogasanlagen umsetzbar. Zudem werden unter Berücksichtigung der Vergütungsstufen des EEG Ökologie und Ökonomie optimal vereint.

Die Vermeidung von Leistungsspitzen steht im Vordergrund bei der neu von Consentis entwickelten „Consentis Peak-Control“ Steuerung. Durch diese intelligente Steuerung werden Betriebszeitpunkte der Pumpen, Rührwerke und Fördereinrichtungen so verteilt, dass Lastspitzen aufgrund zeitgleicher Stromaufnahme von Aggregaten, vermieden werden, ohne den biologischen Prozess zu beeinträchtigen. Die mit dem Energieversorger vereinbarte Leistungsbereitstellung, die bei Überschreitung mit hohen Kostenaufschlägen versehen ist, wird durch die „Consentis Peak Control“ eingehalten. Dies hilft, die Eigenenergiekosten der Biogasanlage deutlich zu reduzieren.

Neu ist auch die automatisierte biologische Entschwefelung. Die biologische Entschwefelung erfolgt, indem Bakterien, welche sich im Gasspeicher ansiedeln, Schwefelwasserstoff in elementaren Schwefel und Wasser umwandeln. Die Bakterien benötigen für den Prozess Sauerstoff. Da Sauerstoff beim normalen Vergärungsverfahren im Fermenter nicht zur Verfügung steht, wird er durch Eindüsung von Umgebungsluft hinzugegeben. Diese Eindüsung erfolgte bisher manuell. Da Sauerstoff die Verwertung des Biogases im BHKW stört oder bei der Gaseinspeisung zu vermeiden ist, muss die Eindüsung mit „Fingerspitzengefühl“ erfolgen. Consentis hat hierzu nun die automatisierte Regulierung der Eindüsung entwickelt. Die Inhaltsstoffe des Gases werden regelmäßig ausgewertet und die Lufteintragsmenge entsprechend reguliert.

Ebenfalls neu ist der spülbare Kondensatschacht. Der im Erdreich verbaute Kondensatschacht ist mit einer von außen bedienbaren Spülleitung ausgerüstet. In Verbindung mit den Gasabsperrschiebern am BHKW und an den Behältern, können so Verunreinigungen gezielt mit Wasser aus den Gasleitungen entfernt werden.

Verbessert hat Consentis auch die Heizung. Die Heizung verfügt über großzügig dimensionierte von außen einzeln absperrbare Heizkreise, so dass bei Undichtigkeiten der betroffene Heizkreis abgesperrt werden kann. Die Heizung bleibt mit ausreichend Heizleistung in Betrieb. Zudem können die einzelnen Heizkreise so reguliert werden, dass durch eine gleichmäßige Durchströmung die gesamte Heizfläche optimal genutzt wird.

Das Pumpensystem wurde laut Consentis hinsichtlich der Investitions- und Betriebskosten sowie der Betriebssicherheit optimiert, ohne dass die Flexibilität beeinträchtigt wird: Durch den Verzicht auf große Verteilerbalken konnten die Strömungsbedingungen für das Substrat optimiert und damit Betriebskosten bei der Pumpe reduziert werden. Es ist weiterhin möglich, die Substratflussrichtung innerhalb der Anlage beliebig zu steuern. Alle Substratleitungen werden konsequent frostsicher verlegt, das heißt unterirdisch innerhalb der Behälter und im Pumpenraum. So kann auf eine teure Wärmedämmung verzichtet werden.

Für eine Reduzierung der Verluste soll jetzt der regulierbare Biogassystemdruck im Tragluftdach des Gasspeicherssorgen: Der Druck des Biogases im Gasspeicher wird durch den Luftdruck zwischen Gasspeicher und Außenfolie (Folienzwischendruck) bestimmt. Liegt der Biogassystemdruck nahe beim Ansprechdruck der Überdrucksicherung (drei mbar), führen temperaturbedingte Gasvolumenausdehnungen und kurzfristige Überproduktionen rasch zum Verlust von Biogas über das Sicherheitsventil. Durch Regulierung der Zuluftmenge über eine Lüfterklappe lässt sich der Folienzwischendruck einstellen. Es ist anzustreben den Systemdruck möglichst niedrig zu halten. Lediglich bei Starkwindverhältnissen ist die volle Luftmenge in das Tragluftdach zu leiten, damit es formstabil bleibt.

Die neue Consentis Datenlogger Software sichert automatisch die von der Steuerung erfassten Biogasanlagendaten und ermöglicht dem Betreiber eine einfache und detaillierte Auswertung für einen beliebigen Zeitraum. Es können Durchschnitts- und Summenkalkulationen durchgeführt sowie grafisch Trends in Liniendiagrammen dargestellt werden. Ebenso ist eine Fernabfrage der Daten über das Internet möglich.

Weitere Informationen zur neuen Biogasanlagen-Generation gibt es auf dem EuroTier 2010 Messestand von Consentis, Halle 25, Stand K03, oder auf der Internetseite www.consentis.de.