|
Zur Nutzung der Windenergie für die Stromerzeugung kommen nur Gebiete mit
ausreichender Windgeschwindigkeit in Betracht, die im Jahresdurchschnitt
minde-stens 4 m/s (Windstärke 3), besser aber über 5 m/s betragen muss. Die
durch-schnittliche Windgeschwindigkeit ist deshalb für die Stromerzeugung von
so gravie-render Bedeutung, weil die Leistungs- und Energieabgabe von
Windkraftanlagen mit der Windgeschwindigkeit steigt.
Gebiete mit ausreichendem Windangebot sind in der Bundesrepublik hauptsächlich
die Nordseeküste mit den vorgelagerten Inseln, Bereiche der Ostseeküste sowie
eini-ge Kuppen der Mittelgebirge.
Unterschieden wird hier vor allem zwischen Horizontalachsenkonverter
(Windräder mit waagerecht angeordneter Welle) und Vertikalachsenkonverter
(Windräder mit senkrecht angeordneter Welle)
Horizontalachsenkonverter bieten den Vorteil, dass der Winkel der
propellerartigen Rotorblätter verändert werden kann, so dass sich die
Leistungsaufnahme regulieren läßt.
Vertikalachsenkonverter hingegen müssen nicht nach dem Wind ausgerichtet wer-
den. Sie sind nicht regelbar und brauchen hingegen zu
Horizontalachsenkonverter keine Anlaufhilfe.
Die Weiterentwicklung und Erprobung dieser Technik, insbesondere in den Wind-
parks der deutschen Energieversorger, hat dazu geführt, dass Anlagen mit bis
zu 60 kW Leistung heute als markterprobt und betriebsreif betrachtet werden
können. Auch Anlagen im Bereich von 250 kW Leistung werden bereits seit Jahren
mit stei-gender Tendenz erfolgreich betrieben .
Besonders Vorteilhaft für den Standort Deutschland ist die Tatsache, dass die
Komponenten der Windkraftanlagen vor allem von deutschen Hersteller mit klang-
vollen Namen wie Siemens, Thyssen und Preussag - Stahl, Krupp und Demag pro-
duziert werden. Für alle Komponentenlieferanten sind die
Windkraftanlagenprodu-zenten umsatzstarke und daher umworbene Kunden.
. Biogas anhand der Biogasanlage Wittmund
In Wittmund, im fernen Ostfriesland, ist der Bau einer Biogas-
Gemeinschaftsanlage geplant. Die Initiatoren unseres Projektes haben sich in
einer GmbH zusammenge-schlossen und betreiben die Realisierung. Gesellschafter
sind vier Privatpersonen, zwei örtliche Banken, eine
Elektrizitätsgenossenschaft, ein Hoch- und Tiefbau-Unternehmen und ein
Wirtschaftsförderkreis. Die Gesellschafterversammlung, die das Projekt geplant
und finanziell ausgestattet hat und die nun auch der Bauherr ist, hat eine
dänische Firma mit der Generalunternehmerschaft beauftragt, weil die Dänen
sehr viel Erfahrung im Umgang und in der Produktion von Biogas haben und aus
dieser Erfahrung heraus die entsprechende Großtechnologie entwickelt haben.
Eine Gemeinschaftsanlage unterscheidet sich erheblich von den Anlagen, die als
Hofanlagen für einzelne Betriebe errichtet werden. Nicht so sehr von der
Zielset-zung her, sehr wohl aber von der Menge der zugeführten Biomasse, von
der um-fangreichen Technik, von den Kosten und natürlich auch von der
Quantität der er-zeugten Energie, wobei in erster Linie die Unterbringung der
Wärme - dort wo Fern-wärmenetze oder industrielle Großabnehmer fehlen -
Probleme bereitet. Die Kapa-zität der Anlage beträgt täglich 300 t Tierdung,
25 t Klärschlämme und 25 t organi-sche Industrieabfälle. Das sind insgesamt
350 t Biomasse täglich. Aus der Perspek-tive der Landwirtschaft betrachtet,
leben und arbeiten unsere Landwirte in einer Grünlandregion, d.h. Schwerpunkt
der landwirtschaftlichen. Produktion ist die Rindviehhaltung mit der
Milcherzeugung. Demzufolge kommt der weitaus größte Teil des Tierdungs aus der
Rindviehhaltung. Der Tierdung, der aus dem Bereich der Schweinehaltung kommt,
hier mit dem Schwerpunkt Sauenhal-tung/Ferkelproduktion, wird mit in die
Anlage übernommen. Will man 300 t Tier-dung Tag für Tag in die Anlage
einbringen, so ist man in unserer Region gehalten, über 100
landwirtschaftliche Betriebe in das Konzept einzubinden. Dabei sollen
Laufstallbetriebe, die Gülle produzieren und Anbindebetriebe, in denen
Stallmist und Jauche als organische Düngemittel anfallen, in das System
einbezogen werden. Die Klärschlämme und die organischen Industrieabfälle sind
an die Biogasanlage anzuliefern und werden gegen Gebühr über die Anlage
entsorgt. Der Betrieb einer Biogasanlage in dieser Größenordnung auf der
Basis, dass lediglich Tierdung - ko-stenlos für die Landwirtschaft - als
Biomasse zur Verfügung steht, erreicht derzeit keine Wirtschaftlichkeit. Erst
die Übernahme industrieller organischer Substanzen gegen Gebühr ermöglicht
eine Wirtschaftlichkeit der Anlage. In dieser Beurteilung sind sich alle
Experten, auch die dänischen, einig. In ihrem Statusbericht \"Biogas -
Großanlagen\" vom Oktober 1992 weist die Dänische Energiebehörde darauf hin,
dass die gesamte Gasproduktion von Januar 1988 bis Juli 1992 pro Tonne verwen-
deter Biomasse bei allen Anlagen gestiegen ist. Ursache hierfür ist eine
gestiegene Zufuhr organischer Abfälle. Der Gasertrag pro Tonne Biomasse ist
ein wichtiger Pa-rameter, um die Betriebsbedingungen einer Anlage zu
beurteilen, da die Betriebsko-sten in hohem Maße von der Menge behandelter
Biomasse abhängen, die Einnah-men dagegen hauptsächlich von der Gasproduktion.
Die dänischen Biogasanlagen verwenden heute eine Mischung aus 75-90% Gülle und
10-25% organischen Abfäl-len. Bei letzteren dominieren Magen-/Darminhalte aus
Schlachtereien, Fischabfälle, Flotationsschlämme aus der
nahrungsmittelverarbeitenden Industrie sowie Blei-cherde aus der
Speiseölraffination.
Zunächst muß der Tierdung in einem Vorbehälter gelagert werden und die organi-
schen Industrieabfälle in einem separaten Behälter. Für die Gasgewinnung in
der Anlage ist von großer Bedeutung, dass die Biomasse in der Menge und in
ihrer bio-logischen Zusammensetzung möglichst konstant zugeführt wird. Die
Dosierung des Ausgangsmaterials und die Homogenisierung sind dafür eine
wichtige Vorausset-zung. Weil die entgaste Gülle später als Flüssigdünger in
der Landwirtschaft einge-setzt wird, muss sie ein Substrat sein, das
\"seuchenhygienisch unbedenklich\" ein-gesetzt werden kann. Aus diesem Grund
wird die gesamte Biomasse nach gründli-cher Homogenisierung für ein bis zwei
Stunden bei einer Temperatur von 70 \"pa-steurisiert\", bevor sie für einen
Zeitraum von ca. zwanzig Tagen bei einer Tempera-tur von 35 bis 36° Celsius
unter anaeroben Verhältnissen, d.h. ohne Licht- und Sauerstoffzutritt in den
Reaktoren ausfault. Das entstandene Biogas sammelt sich im Dom der Reaktoren,
wird von dort über einen Gaszähler abgeleitet, entschwefelt, getrocknet, auf
etwa 4 bar komprimiert und über eine etwa 3,5 km lange Gasleitung zum BHKW
transportiert und dort in einem Gasmotorgenerator verbrannt. Der er-zeugte
elektrische Strom wird auf der Basis des Stromeinspeisungsgesetzes in das
öffentliche Netz eingespeist und die entstandene Wärme zur Raumheizung und zur
Warmwasserbereitung in den gesamten Kasernenbereich der in Wittmund statio-
nierten Bundeswehr abgegeben. Die entgaste Gülle, das Endprodukt des biochemi-
schen Ausfaulungsprozesses, der anaerob und mesophil abläuft, wird als organi-
scher Flüssigdünger an die landwirtschaftlichen Betriebe zurückgeliefert oder
an Betriebe verkauft, die ausschließlich Ackerbau betreiben und Bedarf an
preiswer-tem organischen Dünger haben. Den Landwirten entstehen keine
Transportkosten. Erforderlich ist aber eine ausgefeilte Logistik. Weiterhin
ist geplant, die entgaste Gülle dezentral auf den landw. Betrieben zu lagern.
Einmal soll die entgaste Gülle aus Gründen der Seuchenhygiene nicht mit der
Rohgülle in Berührung kommen, sie muss also separat gelagert werden. Zweitens
sollen die Wege zu den Feldschlä-gen möglichst kurz sein. Es ist beabsichtigt,
etwa 70 000 m3 Güllelagerraum für die entgaste Gülle zu erstellen. Die Kosten
für den zusätzlichen Lagerraum sind im Konzept enthalten. Die Landwirte zahlen
für den erstellten Lagerraum Miete. In Dä-nemark hat sich das Interesse der
Landwirte an Biogas - Großanlagen in den letz-ten Jahren verstärkt. Durch die
Beteiligung an einer Biogas - Großanlage gehört der einzelne
Landwirtschaftsbetrieb einer Organisation an, die auf eine wirtschaftlich
vorteilhafte Art und Weise für die Aufbewahrung und Verteilung der Gülle
sorgen kann. Lieferant für eine Biogas - Großanlage zu sein, ist für die
dänischen Land-wirte insbesondere deswegen vorteilhaft, weil sich dadurch
Einsparungen beim Ein-kauf von Düngemitteln und beim Bau von Güllelagern bzw.
Güllekellern erzielen lassen.
Die Einsparungen beim Einkauf von Düngemitteln sind zum einen auf die Zufuhr
von Nährstoffen aus anderer Biomasse, zum anderen auf eine bessere Stickstoff-
nutzung nach der Vergärung und zum dritten auf das bessere Verhältnis von
Phos-phor zu Kalium zurückzuführen, das durch die Vermischung von Rinder- und
Schweinegülle in der Biogasanlage besteht.
Auf Grund der zentralen Produktion von Biogas kommt auch die erzeugte Energie
zentral zum Einsatz. Bei 100 Biogasanlagen, für jeden einzelnen Betrieb also
eine Anlage, müßte der elektrische Strom z.B. an 100 Stellen in das
öffentliche Netz ein-gespeist werden. Die anfallende Wärme ist oftmals kaum
unterzubringen. Bei der zentralen Konzeption wird der Strom an einer Stelle
eingespeist und alle Gebäude im Kasernenbereich der Bundeswehr werden von
einer Stelle aus mit Wärme ver-sorgt.
Die Großtechnologie von Biogas ermöglicht auch die Übernahme anderer organi-
scher Substanzen als nur die von Tierdung. Wie bereits ausgeführt, ist
beabsichtigt, Klärschlämme, Schlachtabfälle, Essens- und Speisereste und
Abfälle der lebens-mittelverarbeitenden Industrie in die Anlage zu übernehmen.
So ist eine Biogasan-lage in der geplanten Größenordnung durchaus in der Lage,
die sehr schwierigen Entsorgungsprobleme für die Gemeinden, Industrie und
Schlachtstätten so hervor-ragend zu lösen, dass nicht nur die umweltgerechte
Entsorgung gesichert ist, son-dern alle in den Abfällen enthaltenen Nährstoffe
kehren in den natürlichen Kreislauf zurück. Und damit sind wir bei der
umweltpolitischen Bedeutung dieser Biogas-Großtechnologie.
Für die Landwirtschaft ergeben sich folgende Vorteile:
Aufgrund der Erhitzung der Biomasse in der Pasteurisierung auf 70° C werden
un-erwünschte Bakterien oder Krankheitserreger vernichtet. Das ist eine
unabdingbare Voraussetzung, um die entgaste Gülle später zur Düngung in den
landwirtschaftli-chen Betrieben \"seuchenhygienisch unbedenklich\" einzusetzen.
In der Biomasse enthaltene, unerwünschte Pflanzensamen haben auf Grund der
Erhitzung ihre Keimkraft verloren und damit entfällt eine spätere Bekämpfung
mit Mitteln des Pflanzenschutzes. Schadstoffe, wie organische Säuren, die ohne
Behandlung oft-mals zu Verätzungsschäden an den Pflanzen bzw. zu Narbenschäden
des Grün-lands führten, werden während des biochemischen Prozesses abgebaut.
Verät-zungsschäden treten nicht mehr auf und die Gülle wird geruchsneutral
ausge-bracht. Am Fuße der Reaktoren wird die entgaste Gülle entnommen und
separiert. Bei der Separation werden etwa 10% organischer Bestandteile
abgesondert, das ist die sog. Faserfraktion, die als Bio-Dünger vielleicht im
Handel untergebracht wer-den kann oder der Landwirtschaft als Humusdünger für
die Düngung der Ackerflä-chen zur Verfügung steht. Die organische Substanz
wird insgesamt bis zu 90% ab-gebaut. Damit wird das Substrat besser
homogenisier-, pump-, dosier- und verteil-bar, weil das an die
landwirtschaftlichen Betriebe zurückgelieferte Substrat aus ei-ner reinen
Flüssigphase besteht. Der Düngungswert der entgasten Gülle ist verbes-sert.
Der Stickstoff in der Rohgülle liegt zum großen Teil in organisch gebundener
Form vor, als sog. Ammoniumstickstoff. Über den biochemischen Prozess wird ein
Teil dieses Stickstoffs mineralisiert, so dass er nach der Ausbringung den
Pflanzen-wurzeln sofort als Nährstoff zur Verfügung steht und damit die
Verweildauer im Boden bis zur erfolgten Mineralisierung für einen Teil des
Stickstoffs entfällt.
Der Zukauf von Mineraldünger wird eingeschränkt, die Gülle ist exakter
dosierbar, sie kann aufgrund ausreichender Lagerkapazität zum optimalen
Zeitpunkt während der Vegetationszeit ausgebracht werden. Da ohnehin
pflanzenbedarfsgerecht zu düngen ist, besteht die große Chance Boden- und
Wasserbelastungen vorzubeugen und mit Hilfe von Schleppschlauchtechnik sehr
gezielt zu düngen. Aufgabe der Bio-gas-Gemeinschaftsanlage wird sein, Tierdung
und organische Abfälle unterschiedli-cher Herkunft zu verwerten und daraus
Biogas und geruchlosen Flüssigdünger für die Landwirtschaft zu produzieren.
Wesentlich ist dabei auch, dass diese Anlage hilft CO2-Emissionen zu
vermeiden, indem anstelle von Erdöl, Erdgas oder Kohle CO2- neutrales Biogas
zur Strom- und Wärmebereitstellung genutzt wird.
|
