Pucking (Österreich)

Einmalig in Österreich:
Biogas aus der Landwirtschaft im Erdgasnetz

In Oberösterreich ist seit Juni 2005 Österreichs erste Biogas-Anlage in Betrieb, die gereinigtes und veredeltes Biogas aus der Tierhaltung in das bestehende Erdgas-Netz einspeist. Möglich wird dies erst durch die mehrstufige Veredelung des Biogases zu Erdgas-Qualität, um die strengen Qualitätsvorschriften zu erfüllen. Betrieben wird die einzigartige Anlage von der erdgas oö. und OÖ. Ferngas AG in Kooperation mit der Landwirtschaftskammer OÖ. Gefördert wurde das Projekt vom Land OÖ und vom Lebensministerium.

Die besondere Herausforderung des Projektes ist die Reinigung des Biogases, um die für Erdgas geltenden Normen zu erfüllen, bevor es in das Erdgas-Netz eingespeist werden kann. Als Standort für die erste Anlage einer Biogas-Einspeisung in das Österreichische Erdgas-Netz wählte die erdgas oö. die bestehende Biogas-Anlage des Landwirt Franz Linsbod in Pucking. Hier wird seit ca. 10 Jahren Biogas aus der Haltung von rund 9.000 Legehennen, 1.500 Masthühnern und 50 Schweinen gewonnen und zur Stromgewinnung in einem Block-Heizkraftwerk mit einer Leistung von 18 kWel genutzt.

Abbildung 1

Im November 2004 wurde die Erweiterung auf eine Biogas-Aufbereitung und -Einspeisung per Bescheid genehmigt. Nach Detailplanung, Schaffung der Infrastruktur und Lieferung der Komponenten wurde im Mai 2005 die Installation gestartet. Im Juni 2005 konnte die Anlage eröffnet werden.

Mit einer Leistung von 10 m3 Biogas pro Stunde speist nun die Anlage nach dem Reinigungsprozess 6 m3 zu Erdgas-Qualität veredeltes Biogas in das Erdgas-Netz ein. Das sind jährlich bis zu 400.000 kWh, was dem durchschnittlichen Jahresbedarf von rund 40 Wohnungen entspricht.

Leistungsdaten/Kapazitäten:

Projektbeginn Mai 2004
Inbetriebnahme Juni 2005
Rohbiogas 10 m³/h
Biomethan 6 m³/h

Umweltvorteile der Biogas-Veredelung

Biogas ist als regenerierbarer Energieträger einzustufen und gilt - wie auch andere Formen der Biomasse - als CO2-neutral. Die von der Biogas-Einspeisung in Pucking versorgten Wohneinheiten substituieren durch den Einsatz von Biogas andere Brennstoffe. Im Vergleich zu herkömlichen Ölheizungen können 108.000 kg an CO2 eingespart werden.

Bei Biogasveredelung durch die Nutzung von tierischen Exkrementen - wie in Pucking - können zudem die Methan-Emissionen reduziert werden. Auch dies ist ein Beitrag zum Klimaschutz, da Methan rund 21mal so klimaschädlich und treibhausrelevant wie CO2 ist. Im Falle der Biogas-Aufbereitung in Pucking können jene Mengen an Methan eingespart werden, die ohne Biogas-Anlage durch die Ausbringung der Gülle auf den Feldern entstehen würde. Dies entspricht einem CO2-äquivalent von 56.595 kg/Jahr.

Innovationspreise für Biogas-Einspeisung

Im April 2005 wurde an die erdgas oö. der EPCON-Award 2005 für dieses innovative Projekt überreicht. Mit diesem Preis werden innovative und Erfolg versprechende Produkte, Services oder Konzepte (Technologien, Managementmethoden) unter den Energieversorgungsunternehmen ausgezeichnet. Die Fachjury urteilt über das Gewinner-Projekt: "Ein für Kontinentaleuropa neues und sehr innovatives Projekt mit ausgezeichneten Umsetzungs-Chancen."

Im Rahmen der größten nordamerikanischen Umwelt-Messe, der "Globe 2006", wurden Ende März die internationalen Sieger des Energy Globe Award im Convention Center in Vancouver (Kanada) ausgezeichnet. Erstmals seit Bestehen des Energy Globe konnte dabei ein österreichisches Projekt die Jury überzeugen: die Biogas-Aufbereitung von erdgas oö. und OÖ. Ferngas AG war als einzige österreichische Arbeit unter den nominierten Projekten und siegte in der Kategorie "Air". Damit geht erstmals der begehrte Preis nach Österreich. Hochrangige Laudatoren, wie der Vizepräsident des Clube of Rome, Ashok Khosla, überreichten die Awards. erdgas oö.-Chef Klaus Dorninger nahm die rund 14 kg schwere Statue aus den Händen des Wirtschaftsministers von British Columbia, Colin Hansen, entgegen.

Projektziel

Das vorliegende Projekt stellt die erste Biogasanlage in Österreich dar, welche gereinigtes Biogas in das Erdgasnetz einspeist. Mit der Errichtung der Anlage wird gezeigt, dass die Umsetzung technisch möglich ist und aus den gewonnenen Daten können wirtschaftliche und technische Rahmenbedingungen abgeleitet werden, unter denen eine Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz sinnvoll ist.

Projektablauf

Projektstart: Mai 2004
Errichtung der Anlage: Mai 2005
Aufnahme Betrieb: Juni 2005
Projektdauer: 3 Jahre

Projektvorhaben

Projektziele und Projektablauf

Das Projekt zielt schwerpunktmäßig auf die Einspeisung von aufbereitetem Biogas (Ziel: Erdgasqualität nach ÖVGW G31, G33) in eine Erdgasleitung ab, wobei auf eine bestehende Biogasanlage zurückgegriffen wird. Die Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz wird in diesem Projekt in einer Demonstrationsanlage mit einer Biogasleistung von ca. 10 m3/h verwirklicht. Das vorliegende Projekt stellt somit die erste Biogasanlage in Österreich dar, welche gereinigtes Biogas in das Erdgasnetz einspeist. Mit der Errichtung der Anlage wird gezeigt, dass die Umsetzung technisch möglich ist und aus den gewonnenen Daten können wirtschaftliche und technische Rahmenbedingungen abgeleitet werden, unter denen eine Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz sinnvoll ist.

Projektablauf

Die gesamte Laufzeit des Betriebes der Aufbereitungsanlage wurde vorerst mit 3 Jahren ab der Aufnahme des Dauerbetriebes festgelegt. In diesem Zeitraum ist auch die Untersuchung der Auswirkung auf Endgeräte an ausgewählten Kunden-Anlagen sowie die Durchführung einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Entwicklung eines Werkzeuges zur Standortevaluierung zukünftiger Vorhaben geplant.

Im Projekt werden Praxiserfahrungen gesammelt, die als Basis für die Entwicklung von Betreibermodellen einer zukünftigen, größer angelegten Biogaseinspeisung in das Erdgasnetz dienen. Nach Abschluss des Projektes stehen Verfahren zur Verfügung die für eine breitere Anwendung eingesetzt werden können.

Ausgangslage

Das Projekt dient der Errichtung einer Pilotanlage zur Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz. Als alternative Nutzung zur Verstromung des Biogas am Ort der Erzeugung dient die Einspeisung in das Erdgasnetz der Erhöhung der Effizienz der Biogasnutzung, da der gesamte Energieinhalt zum Verbraucher transportiert werden kann, wo die Wandlung in die jeweils benötigte Energieform mit höheren Gesamtwirkungsgraden möglich ist.
Von technischer Seite ist vor allem die Aufbereitung des Biogases ein Schwerpunkt des Projektes. Diese Aufbereitung umfasst die Entschwefelung, die CO2-Abtrennung und Trocknung des Biogases.
Es wurden 2 Reinigungstechnologien ausgewählt, nämlich ein biologisches Verfahren zum Abbau von Schwefelwasserstoff mittels Mikroorganismen (Thiobacillus), und eine Druckwechseladsorption zur Abtrennung von Kohlendioxid. Letztgenannte Stufe dient gleichzeitig auch der Entfernung weiterer störender Gaskomponenten (Rest-Schwefelwasserstoff, Ammoniak, höhere Kohlenwasserstoffe, Siloxane sowie Wasser), so dass ohne weitere Nachbehandlung das aufbereitete Biogas über eine Übergabestation in das Erdgasnetz eingespeist wird.

Abbildung 2

Die eingesetzte Entschwefelungstechnologie basiert auf einem Patent der Firma Profactor Produktionsforschungs GmbH mit Sitz in Steyr, welches bisher im Labormaßstab (200 l/h Biogas) in Kombination mit einer Hochtemperaturbrennstoffzelle erfolgreich getestet worden ist. Die Anforderungen der Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz sind - mit Ausnahme der CO2-Abtrennung - die gleichen wie für Hochtemperatur-Brennstoffzellen. Das vorliegende Projekt stellt die erste Anlage im technischen Maßstab für 10 m3/h Biogas dar.

Abbildung 3

Die CO2-Abtrennung mittels Druckwechseladsorption ist ein erprobtes System, das in Österreich nun das erste Mal großtechnisch für die Aufbereitung von Biogas eingesetzt wird.

Von nicht-technischer Seite dient das Projekt vor allem dem Sammeln von Kennzahlen aus Praxiserfahrungen. Die gesammelten Erfahrungen zur Standortwahl und zu wirtschaftlichen Einflussgrößen können als Basis für eine künftige breitere Anwendung von Biogas dienen.

Das Verfahrensschema für die Aufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz kann vereinfacht wie folgt dargestellt werden:

Abbildung 4: Verfahrensschema

Das aufzubereitende Biogas wird aus der Leitung zwischen der Biogasanlage (inklusive Speicher) und dem BHKW entnommen. In einer ersten Qualitätskontrolle (QIC1) wird das Rohbiogas auf die Hauptkomponenten (CH4, CO2, O2, H2S) analysiert und gelangt anschließend in die Entschwefelungsstufe. Diese Anlagenkomponente basiert auf einem biologischen Prozess, in dem H2S in Sulfat umgewandelt und ausgeschleust wird. Das System ist darauf ausgelegt eine Eingangskonzentration von 2000 ppm H2S auf einen maximalen Gehalt von 200 ppm zu reinigen. Das Biogas wird in QIC2 noch einmal analysiert, tritt anschließend in die CO2-Abtrennung und Trocknung ein, welche auf dem Prinzip einer Druckwechseladsorption basiert. Beim Eintritt in das System wird das Biogas von restlichem H2S mittels Aktivkohle gereinigt. Das CO2 wird im Druckwechselprozess an einem Adsorbens (Aktivkohle, Molekularsiebe) adsorbiert. Methan, das eine vielfach geringere Affinität zum Adsorbens aufweist, tritt in Konzentrationen >97 % aus der Anlage aus und wird in der Übergabestation in das Erdgasnetz eingespeist. Die Qualitätskontrolle bei QIC3 dient der Sicherstellung der Gasqualität entsprechend der gültigen Norm ÖVGW G31. Bei allen Qualitätskontrollen besteht die Möglichkeit bei einem Nichtentsprechen der geforderten Biogasqualität durch ein automatisches Umschalten von Ventilen das Biogas zurück in den Gasmotor zu leiten.

Abbildung 5

Standort

Die Aufbereitungsanlage für Biogas wurde an einer bestehenden Biogasanlage errichtet.

Der Substrateintrag setzt sich wie folgt zusammen:

  • 9000 Legehennen
  • 1500 Masthühner
  • 50 Zuchtschweine

Projektbetreiber

OÖ. Gas-Wärme GmbH
4030 Linz, Neubauzeile 99
Tel. +43 (0)5 9011-0, Fax +43 (0)5 9011- 95012 , E-Mail: office@ooegaswaerme.at

Projektpartner

Ferngas AG
4030 Linz, Neubauzeile 99

Kooperationspartner

Das Projekt wird weiters in enger Kooperation mit der
Landwirtschaftskammer für OÖ
4021 Linz, Auf der Gugl 3
und dem Betreiber der Biogasanlage
Herrn Franz Linsbod,
4055 Pucking, St. Leonhard 20
durchgeführt.

Die wichtigsten Lieferanten sind:

Das Projekt wird durch Förderungen im Rahmen des Energietechnologieprogramms, des Landesumweltfonds und des Agrarressorts vom Land Oberösterreich unterstützt. Der Bund unterstützt das Projekt im Rahmen der Umweltförderung des Lebensministeriums.

Kontakt

OÖ. Gas-Wärme GmbH
Neubauzeile 99
4030 Linz
Tel. +43 (0)5 9011-0
Fax +43 (0)5 9011-95012
office@ooegaswaerme.at
www.ooegaswaerme.at