Zwei Verfahren – ein Ziel: Energie aus Restbiomassen
Bild 1. Anteil erneuerbarer Energien an Energiesektoren (Quelle: AGEE)
Bild 2. Schematische Darstellung des Rosenheimer Verfahrens zur Holzvergasung (Quelle: Stadtwerke Rosenheim)
Biogasanlagen
Biogasanlagen stellen mittels der Zersetzung und Vergärung von Biomasse ein brennbares Biogas her. Dieser Vorgang ist ein mehrstufiger und relativ komplexer Prozess, in dem der Familienbetrieb Hochreiter – ein Pionier der Branche – als Betreiber und Eigentümer eigener Biogasanlagen in 35 Jahren sehr viel Know-how erworben hat.
Hochreiter-Anlagen (Bild 2) laufen zuverlässig und wirtschaftlich. Sie zeichnen sich besonders durch große Behälter mit langer Verweilzeit aus, wodurch beste Gaserträge in Quantität und Qualität erzielt werden. Die direkte Fütterung der Einsatzstoffe in den Fermenter geschieht ohne aufwendige und kostenintensive Zerkleinerungstechnologie. Durch die robuste Technik ist ein hoher Mistanteil auch von über 80 % kein Problem. Überläufe zwischen den Behältern ersetzen energieintensive Pumpen.
Das erzeugte Biogas ist vielfältig nutzbar. Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Verbrennung zugeführt, wird neben Wärme und Kälte vor allem Strom erzeugt. Durch flexible Fahrweise leisten diese als sog. regenerative Speicherkraftwerke einen großen Beitrag zur Senkung der Kosten im Strombereich für den Endverbraucher [5].
Biogas zu Biomethan
Zu Biomethan veredeltes Biogas hat annähernd identische Eigenschaften wie fossiles Erdgas. Biogas besteht im Wesentlichen aus 50 bis 60 % Methan, die restlichen Bestandteile sind Kohlendioxid und ein geringer Anteil von Spurengasen. Eine Gasaufbereitungsanlage trennt diese Verunreinigungen vom Biomethan ab, das direkt in das bestehende Erdgasnetz eingespeist wird. Weiterhin ist Biomethan ein fortschrittlicher Kraftstoff, der RED-III-konform, gasförmig als Bio-CNG oder flüssig als Bio-LNG nutzbar ist [5].
Die Vorteile der Veredelung von Biogas zu Biomethan überwiegen, denn im Vergleich zur Vor-Ort-Verstromung des Biogases mit einer Abwärmenutzung von nur 45 % ist die Wärmenutzung im Biomethan-BHKW einer KWK-Anlage mit über 80 % höher, da sich diese typischerweise besser an geeigneten Wärmesenken platzieren lassen und überwiegend wärmegeführt betrieben werden. Bei im Realbetrieb vernachlässigbarem Methanschlupf, kann die Biomethanerzeugung ein höheres Treibhausgasminderungspotenzial erzielen [3].
Das bei der Auftrennung von Biogas zu hochwertigem Biomethan anfallende klimawirksame Kohlendioxid kann in Treibhäusern, Chemiebetrieben und für die Getränke- und Lebensmittelproduktion genutzt [5] oder aber zukünftig mit grünem Wasserstoff aus Elektrolyse ebenfalls zu Biomethan umgesetzt werden. Die benötigte Energie für die Veredelung wird derzeit meist aus der eigenen Verstromung von Biogas gewonnen.
Holzgasanlagen
Auch im Holz ist die Energie der Sonne gespeichert, die durch ein eigens entwickeltes Verfahren der Stadtwerke Rosenheim optimal genutzt wird. Die Holzvergasung gewinnt aus Restholz zunächst brennbares Gas, das anders als Biogas einen eher geringen Methananteil besitzt. Aus diesem Holzgas wird mit hoher Effizienz in modernen Gasmotoren Strom und Wärme erzeugt (Bild 3). Dabei wird der Energiegehalt des Holzes deutlich besser ausgeschöpft als bei der Verbrennung. Während die Biomasse bei der Verbrennung mit Wirkungsgraden von 15 % elektrisch und 60 % thermisch umgewandelt wird, sind bei der Holzvergasung Wirkungsgrade bis zu 30 % elektrisch und 50 % thermisch möglich (Bild 4) [6].
Durch ein neuartiges Regelungskonzept eignen sich als Brennstoff im Rosenheimer Verfahren Hackschnitzel (Rest-/Altholz) der Stückigkeit G30 mit einem Wassergehalt bis zu 20 %. Unter der Annahme, dass ein Haushalt im Schnitt 3 190 kWh Strom und 17 644 kWh Wärme im Jahr benötigt [7], können mit dieser Anlage rd. 690 Haushalte mit Strom und rd. 274 mit Wärme versorgt werden. Durch schnelle Lastwechsel und effektive Teillastbetriebe können volatile Wärmenetze versorgt werden. Die hohe Gasqualität ergänzt durch einen geringen Wartungsaufwand sind ideale Voraussetzungen, um mit nachwachsenden regionalen Rohstoffen die Energiewende praktisch umzusetzen [6].