Mit über 80 Anlagen zur Biogaserzeugung ist Dänemark führend im Europa-Ranking.

Bild: iStock, TPopova

Wirtschaftliches Biogas Gebläse verbinden Biogasanlage und Molkerei

09.09.2020

Kühe liefern Milch, die eine Molkerei vor Ort weiterarbeitet. Die Gülle wiederum fließt in eine Biogasanlage, dessen Gas dann zur Molkerei gefördert wird, um dort mit Blockheizkraftwerken Strom und Wärme zu erzeugen. Was als Gärrest übrig bleibt, kommt als Düngemittel zurück in die Landwirtschaft. Der Blick nach Dänemark zeigt, wie sich so ein Verbund wirtschaftlich gestalten lässt – letztlich auch durch effiziente Gebläsetechnik.

Dänemark tritt bei der Energiewende ordentlich aufs Gas. Bis 2020 wollen die Dänen ihren Bruttoenergieverbrauch – trotz angestrebten Wirtschaftswachstums – um zwölf Prozent gegenüber 2006 senken. Ein weiteres Ziel: Bis 2050 den eigenen Strom- und Wärmebedarf komplett aus erneuerbaren Energie decken, um sich damit von fossilen Brennstoffen dauerhaft unabhängig zu machen.

Und wenn Dänemark „Gas gibt“, dann gilt dies buchstäblich. Das kleine Königreich steht mit mehr als 80 Biogasanlagen ganz vorne im Europa-Ranking. Während in Deutschland darüber diskutiert wird, wie nachhaltig es ist, eigens angebaute Silage „zu verheizen“, stillt in Dänemark vor allem Rinder- und Schweinegülle den Hunger der Bakterien in den Fermentern. In einer erst kürzlich erweiterten Anlage in Herning vergären sie zudem nach der Pasteurisierung auch Schlachtabfälle und aus Norwegen per Schiff angelandete Fischabfälle.

Energie aus Gülle und Fischabfällen

650 t Gülle fließen zudem täglich in die insgesamt vier Fermentertürme der Herning Bioenergi, die mit ihren Volumen von zweimal 3.500 und zweimal 8.000 m3 daraus Biogas erzeugen. Das Gas besteht im Durchschnitt zu knapp 70 Prozent aus Methan, der Rest ist überwiegend Kohlendioxyd.

Anders als in vielen deutschen Biogasanlagen gibt es am Standort in Herning keine Verstromung durch Blockheizkraftwerke (BHKW). Das Biogas wird auch nicht gesondert aufbereitet, um es ins Erdgasnetz einzuspeisen. Herning Bioenergi hat vielmehr zwei große Direktabnehmer – und die gehören zu Arla Foods, einem globalen Molkereiunternehmen im Genossenschaftsbesitz von mehr als 13.500 Milchbauern aus Schweden, Dänemark, Deutschland, Großbritannien, Belgien, Luxemburg und den Niederlanden.

Arla-Produkte werden unter bekannten Markennamen in mehr als 100 Ländern der Erde vertrieben. Die Biogasanlage in Herning ist über eine 21 km lange Gasleitung mit dem ersten Betrieb in Naviro verbunden. Von dort aus gibt es eine weitere 6 km lange Leitung zum Arla-Produktionsstandort in Videbæk. Erst an diesen beiden Produktionsstandorten verbrennen insgesamt drei Blockheizkraftwerke das Biogas. Die dabei erzeugte elektrische Energie wird vor Ort genauso für die Grundlastversorgung verwendet wie die Wärme.

Auch wenn alle drei BHKW mit ihrer Kraft-Wärme-Kopplung eine Leistung von etwa 3 MW erreichen: Der Bedarf der beiden milchverarbeitenden Betriebe ist um ein Vielfaches höher. „Weil die Grundlast so hoch ist und wir daran nur einen kleinen Anteil haben, können wir sicher sein, dass das Biogas auch wirklich gebraucht wird“, erklärt Olav Hald, Betriebsleiter der Biogasanlagen in Herning. Diese Abnahmesicherheit schafft die Basis für einen kontinuierlichen Betrieb mit optimalen biologischen Prozessen. „Das erzeugte Biogas wird vorrangig verbraucht, und fossile Brennstoffe wie Erdgas lassen sich dann produktionsabhängig beziehen“, sagt Edvin Andersen, Technischer Leiter der Firma Bigadan & Herning Bioenergi.

Bis zu 1.000 mbar Überdruck erzeugen

Gefördert wird das Biogas von Herning mit Gebläsen von Aerzen. Dafür fördern drei Delta Blower vom Typ GM35 S (Maximaldaten: je 1.900 m3/h, bei 1.000 mbar mit 90-kW-Antrieb) mit einer mittleren Druckdifferenz. „Mit dem verbauten Rohrleitungsquerschnitt kann die Biogasförderung in Zukunft, bei Bedarf, noch erhöht werden. Das würde dann eine Druckerhöhung auf bis zu 1.000 mbar bedeuten“, erklärt Jörg Brockmann, Projektleiter Bigadan Deutschland.

Bis zu diesem Druck sind die Aerzen Delta Blower ausgelegt. „Wir müssen in Herning einen höheren Druck halten, damit am Ende der Leitung das Biogas mit dem geforderten Mindestüberdruck die Gasspeicher der BHKWs erreicht. Ist der zu niedrig, schalten die BHKWs aus.“

Aufgeteilt sind die insgesamt zwölf Aggregate in vier Dreiergruppen. Das erste Trio fördert das in Herning erzeugte Biogas aus einem Zwischenspeicher heraus in die Leitung. An der ersten Station übernimmt die zweite Dreiergruppe die Versorgung des BHKWs und eine dritte Stufe wirkt als Druckerhöhungsstation für den Weitertransport des verbleibenden Gases nach Arinco zur Endstation. Hier sind drei Delta Blower in einem Maschinengebäude eingebaut und sorgen für den passenden Druck für die zwei BHKWs.

Aufgrund der Ersatzteilvorhaltung setzen Herning Bioenergi und Anlagenbauer Bigadan, trotz unterschiedlicher Gasvolumenströme und Differenzdrücke, für alle drei Standorte die Delta Blower GM35 S ein. Die Aggregate sind nach dem jeweiligen Leistungsbedarf durch passend ausgelegte Motoren und entsprechendes Zubehör angepasst.

Auf diese Weise müssen für das lokale dänische Biogasnetz keine kompletten Austauschaggregate vorgehalten werden, sondern nur wenige Ersatzstufen. „Die lassen sich mit allen Motoren kombinieren. Wir stellen so die maximale Verfügbarkeit sicher, ohne zu viel Kapital in Standby-Maschinen zu binden“, erklärt Wolfgang Ohlau, Vertriebsingenieur von Aerzen Deutschland.

Betriebssicherheit für maximalen Ertrag

Die Biogasanlage produziert prozessbedingt rund um die Uhr, und die Zwischenspeicher verfügen nur über ein begrenztes Volumen. Abgesehen davon, dass sich die biologischen Prozesse nur schlecht bis gar nicht stoppen lassen, würde der Ausfall der Gasförderung in den Betrieben von Arla Ertragsverluste für das Biogasunternehmen bedeuten. Die hohe Verfügbarkeit mit einer langen Lebensdauer stellt Aerzen wiederum sicher, indem die Delta Blower nebst der geforderten Atex-Zulassung entsprechend auf die Förderung von Biogas angepasst sind.

In Herningen wird das Biogas vor dem Transport gekühlt und dabei entwässert. Restfeuchte und Rest-Schwefelwasserstoff sind allerdings in kleinen Mengen noch im Biogas vorhanden. Bei langwierigen Stillständen kondensiert Restfeuchte, die ohne eine Spezialbeschichtung aufgrund von Feuchte- beziehungsweise Rostbrücken dauerhafte Schäden bei dem Gebläse hinterlassen würde. „Feuchtigkeit und Schwefelwasserstoff als Säurebildner sind in Anwendungen dieser Art immer ein schwieriges Thema, aber mit der Aerzen-Lösung kein Problem“, fasst Ohlau zusammen.

Details wie diese gehören zu den Argumenten, warum in Dänemark Gebläsetechnik von Aerzen im Einsatz ist. Hinzu kommt, dass die Delta Blower mit ihrem Leistungsvermögen sehr gut in diese Anwendung passen.

Bildergalerie

  • Die Versorgung der BHKW an den Produktionsstandorten erfolgt aus einem Pufferspeicher heraus.

    Bild: Aerzen

  • Ein Verbund aus Drehkolbengebläsen vom Typ Delta Blower übernimmt an einem Arla-Produktionsstandort die Gasversorgung. Die Verdichterstufen sind mit Blick auf Standardisierung durchgängig gleich.

    Bild: Aerzen

  • Das erzeugte Biogas wird in Dänemark nicht direkt vor Ort verstromt, sondern dezentral mit der Kraft-Wärme-Kopplung in elektrische und thermische Energie umgewandelt. Beide Energieformen lassen sich deshalb dort verbrauchen, wo der Grundlastbedarf vorhanden ist.

    Bild: Aerzen

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel