Potentiale zur energetischen Nutzung von Biomasse in der ... - EPFL

120
Text Figur Vergleich der Stromgestehungskosten von gewerblich/industrieller Kompogasanlage (betrieben mit
Abfällen aus dem Gastgewerbe und Grüngut) und konventionellem, ölgefeuertem BHKW 500 kW.
Um den Spielraum der Allokation der Kosten von Abfällen als Brennstoffe (Entsorgung vs. Energieproduktion)
transparent zu machen, werden die Gestehungskosten einmal mit Brennstoffkosten 0,
einmal mit (heute durchschnittlich zu lösenden) negativen Brennstoffkosten dargestellt. Für die Kosten
von Biomassegütern siehe auch Kapitel 1. Für weitere Details zur Biogasanlage siehe Anhang 8.
Beurteilung
Wie die landwirtschaftlichen Co-Vergärungsanlagen könnten auch die industriell/gewerblichen Co-
Vergärungsanlagen ohne Erlös aus der Abnahme der biogenen Abfälle nicht kostendeckend betrieben
werden. Ohne deren Berücksichtigung (theoretische Annahme: Brennstoffkosten = 0) wären die
Stromgestehungskosten (SGK) der industriell/gewerblichen Biogasanlagen rund 5 (2040) bis 10 (2000)
mal teurer als die SGK des Referenzsystems.
In Wirklichkeit können die sehr hohen Fixkosten dieser Anlagen durch die heute negativen Brennstoffkosten
weitgehend kompensiert werden. Hauptgrund dafür ist der Abnahmepreis (derzeit in der
Grössenordnung von CHF 120.-/t), der für die Entsorgung der Abfälle gelöst werden kann.
Anlagetyp 11 ARA: kommunale Abwasserreinigungsanlage
Bei der Energienutzung in Abwasserreinigungsanlagen wird unterschieden zwischen:
• Klärgasanlagen (Aerobes Reinigungsverfahren in kommunalen ARAs): Das in ARAs produzierte
Biogas stammt praktisch vollständig aus organischem Material von uns Menschen. Es kann in Kläranlagen
in idealer Weise zur ökologischen Strom- und Wärmeproduktion verwendet werden, da
einerseits die dabei anfallende Wärmemenge gerade etwa zur Deckung des eigenen Wärmebedarfes
ausreicht und andererseits zusätzlich erneuerbarer Strom produziert werden kann. Die meisten
grösseren Kläranlagen sind daher heute mit einem Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Strom- und
Wärmeproduktion ausgerüstet. Dabei wird aus dem anfallenden Rohschlamm in Faultürmen Klärgas
erzeugt, wobei ein grosser Teil des Klärgases ungenutzt abgefackelt wird. Zur Elektrizitätserzeugung
dient in den meisten Fällen ein Gasmotorblockheizkraftwerk. Die anfallende Abwärme
wird zur Gebäude- und Faulturmheizung eingesetzt. In einigen Kläranlagen wird aus Klärgas lediglich
Wärme erzeugt. Die Elektrizitätsproduktion aus Klärgasanlagen hat sich seit 1990 verdoppelt,
mit einem deutlichen Trend einer wachsenden Zunahme in den letzten fünf Jahren.
• Industrielle ARAs (mit anaeroben Reinigungsverfahren für die Vorreinigung von Industrieabwässern):
Einige Industriebetriebe, insbesondere in der Früchte- und Gemüseverarbeitung, müssen ihre
Abwässer mit einem anaeroben, biologischen Verfahren vorreinigen. Das anfallende Biogas wird
energetisch genutzt. Die Stromproduktion in industriellen ARAs hat sich in der ersten Hälfte der
90er Jahre verfünffacht, ist jedoch seit 1996 tendenziell rückläufig.
Eine für die Schweiz typische kommunale ARA lässt sich wie folgt charakterisieren:
• in der Schweiz sind etwa 45% der Einwohnerwerte auf Kläranlagen > 100'000 EW und 21% der
Einwohnerwerte auf Kläranlagen zwischen 50'000 und 100'000 Einwohnerwerten angeschlossen.
• Die durchschnittliche Anlagengrösse liegt in diesen Kategorien bei 100'000 Einwohnerwerten. Für
diese Anlagen lassen sich BHKWs zur Erzeugung von Elektrizität (Grössenordnung 300 kWe) sinnvoll
einsetzen. Der Strom wir dabei im Normalfall nicht ins Netz eingespeist, sondern er reduziert
die bezogene Leistung (Nettobezug aus Netz, da ARA viele elektrische Verbraucher (v.a Motoren/Pumpen)
hat.
• Nebst der Nutzung der elektrischen Energie ist aber auch eine Nutzung der Wärmeenergie, zumeist
für den Eigenbedarf in der ARA selbst oder teilweise als Nahwärme möglich. Im wachsenden
Markt für Ökostrom sollte zertifizierter Ökostrom aus ARAs eigentlich zunehmend gefragt sein.
Die heutige Klassifizierung des VUE (Verein für umweltgerechte Elektrizität), welche die Elektrizität