Vortrag von Dr. Bernhard Klocke auf der E ... - Gelsenwasser AG
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Einbindung <strong>von</strong> Biogas in die Transportnetze<br />
- Am Beispiel eines Verteilnetzes -<br />
<strong>Dr</strong>.-Ing. <strong>Bernhard</strong> <strong>Klocke</strong><br />
Geschäftsbereichsleiter Infrastruktur Gas,<br />
GELSENWASSER <strong>AG</strong>, Gelsenkirchen<br />
Quelle: E.ON Ruhrgas<br />
E-world 2007 07. Februar 2007 0
<strong>Vortrag</strong>sglie<strong>der</strong>ung<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
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<br />
Situationsbeschreibung<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
Netzzugang<br />
Brennwertverfolgung<br />
Wasserwirtschaftliche Aspekte<br />
Fazit<br />
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Situationsbeschreibung<br />
Kevelaer<br />
Straelen<br />
Biogasanlage<br />
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Situationsbeschreibung<br />
Leistungsdaten <strong>der</strong> NawaRo-Biogasanlage<br />
Quelle: STAW<strong>AG</strong> Energie<br />
<br />
<br />
<br />
Verwendete Substrate<br />
- Mais<br />
- Gülle<br />
- Getreide<br />
Gaseinspeisung ins Verteilnetz<br />
- 550 m³ / h<br />
(entspricht ca. 50 Mio. kWh / Jahr)<br />
Verantwortlichkeiten<br />
- Biogaserzeugung: landw. Betrieb<br />
- Biogas<strong>auf</strong>bereitung: STAW<strong>AG</strong> Energie<br />
- Netzbetreiber: <strong>Gelsenwasser</strong><br />
Energienetze GmbH<br />
Erste Einspeisung: 30.12.2006<br />
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Situationsbeschreibung<br />
Leitungsschema<br />
Ortsversorgungen<br />
+ Son<strong>der</strong>kunden<br />
Übernahmestation Kevelaer<br />
PGC (Referenzbrennwert)<br />
Biogasproduktion<br />
Ortsversorgungen<br />
+ Son<strong>der</strong>kunden<br />
Einspeisung<br />
GDRM<br />
+ Odor.<br />
Aufbereitung<br />
Konditionierung<br />
+ PGC*<br />
LPG<br />
* Brennwertanpassung in Biogasanlage<br />
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Situationsbeschreibung<br />
Gasabgabe und Biogaseinspeisung im Jahresverl<strong>auf</strong><br />
Gasabgabe,<br />
Biogasbezug<br />
[m³/h]<br />
Biogaseinspeisung<br />
folgt Gasabgabe<br />
Jahresverl<strong>auf</strong><br />
Quelle:<br />
BGW/DVGW-<br />
Biogasstudie<br />
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Situationsbeschreibung<br />
Aufbereitungsmöglichkeiten<br />
<strong>Dr</strong>uckwechselabsorption<br />
Quelle:<br />
BGW/DVGW-<br />
Biogasstudie,<br />
Teil 1, S. 16<br />
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Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
- aus <strong>der</strong> Gasnetzzugangsverordnung<br />
<br />
§ 8: Beson<strong>der</strong>e Regeln für örtliche Verteilnetze<br />
… Einspeiseverträge sind vorrangig mit<br />
Transportkunden zu schließen, die Biomethan<br />
und Gas aus Biomasse einspeisen …<br />
§ § §<br />
Entscheidungspflicht des Netzbetreibers:<br />
<br />
<br />
<br />
Die Gase müssen netzkompatibel sein.<br />
Es dürfen keine bestehenden Verträge<br />
entgegenstehen.<br />
Die sichere Versorgung <strong>von</strong> Letztverbrauchern darf<br />
nicht eingeschränkt werden .<br />
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Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
Eichrechtliche Vorschriften und Technische Regeln<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Eichgesetz und Eichordnung<br />
DVGW Arbeitsblatt G685 „Gasabrechnung“<br />
DVGW Arbeitsblatt G260 „Gasbeschaffenheit“<br />
DVGW Arbeitsblatt G262<br />
„Nutzung <strong>von</strong> regenerativ erzeugten Gasen“<br />
DVGW-Arbeitsblatt G 491 „Gas- <strong>Dr</strong>uckregelanlagen“<br />
DVGW-Arbeitsblatt G 492 „Gas-Messanlagen“<br />
DVGW Arbeitsblatt G280-1 „Gasodorierung“<br />
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Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
Erreichung <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Gasqualität<br />
<br />
Im DVGW-Arbeitsblatt G 260, Tabelle 3, sind für Gase<br />
<strong>der</strong> 2. Gasfamilie folgende wesentlichen, relevanten<br />
Kenndaten und Richtwerte definiert:<br />
- Wobbe-Index*: 12,8 bis 15,7 kWh / m³<br />
- Brennwert: 8,4 bis 13,1 kWh / m³<br />
- Sauerstoff: < 3 Vol.-% in trockenen Netzen<br />
- Gesamtschwefel < 30 mg/m³<br />
- Ölfreiheit muss gewährleistet sein<br />
<br />
Festlegungen bzgl. Taupunkt, Feststoff- und<br />
Flüssigkeitsfreiheit<br />
* Angabe zum Wobbe-Index gilt für H-Gas<br />
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Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
Beispiel: Verteilnetz Kevelaer - Straelen<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen gemäß DVGW-Arbeitsblatt G 260<br />
<br />
Erfor<strong>der</strong>liche Gasbeschaffenheit im regionalen<br />
Verteilnetz Kevelaer<br />
- Brennwert: 11,22 kWh/m³ bis 11,54 kWh/m³<br />
- Wobbe-Index: 14,21 kWh/m³ bis 14,46 kWh/m³<br />
- Methanzahl: min. 72<br />
<br />
Erfor<strong>der</strong>liche Zumischungen<br />
- LPG <strong>von</strong> ca. 4 %<br />
- Die Zumischung ist aus technischen Gründen<br />
nach oben begrenzt.<br />
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Anfor<strong>der</strong>ungen an die Einspeisung<br />
Gasabrechnung<br />
<br />
Das DVGW-Arbeitsblatt G 685 regelt die Abrechnung<br />
<strong>von</strong> Gasen <strong>der</strong> 2. Gasfamilie nach G 260<br />
- Ermittlung des Abrechnungsbrennwertes<br />
- Ermittlung des Normvolumens und <strong>der</strong> Leistung<br />
- Ermittlung <strong>der</strong> Energie<br />
<br />
<br />
Einspeisung <strong>von</strong> Gasen mit unterschiedlichem<br />
Brennwert führt zur Ausbildung <strong>von</strong> Misch- und<br />
Pendelzonen im Netz<br />
Brennwertschwankungen größer ± 2% sind<br />
eichrechtlich nicht zulässig. Bei Überschreitungen ist<br />
die zuständige Eichbehörde zu informieren<br />
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Netzzugang - physikalisch<br />
RWE-TSO<br />
(MGV)<br />
Netzhydraulische<br />
Darstellung<br />
Marktgebiet RWE III<br />
NKP R<br />
L E G E N D E<br />
NKP: Netzkopplungspunkt<br />
MGV: Marktgebietsverantwortl.<br />
TSO: Transport-System-<br />
Operator<br />
NKP A<br />
NKP G<br />
Einspeisung<br />
Biogas<br />
An<strong>der</strong>e<br />
Netzbetreiber<br />
<strong>Gelsenwasser</strong><br />
Energienetze<br />
E-world 2007 07. Februar 2007 12
Netzzugang - virtuell<br />
Gashandels-<br />
Darstellung<br />
EV<br />
Marktgebiet RWE III<br />
RWE-TSO<br />
(MGV)<br />
VP<br />
L E G E N D E<br />
GLV: Gaslieferungsvertrag<br />
AV: Ausspeisevertrag<br />
EV: Einspeisevertrag<br />
MGV: Marktgebietsverantwortl.<br />
VP: Virtueller Handelpunkt<br />
EV<br />
An<strong>der</strong>e<br />
Händler<br />
GLV<br />
AV<br />
An<strong>der</strong>e<br />
Netzbetreiber<br />
K A<br />
Bilanzkreis<br />
<strong>Gelsenwasser</strong><br />
Energienetze<br />
EV<br />
K G<br />
Einspeisung Biogas<br />
AV<br />
GLV<br />
NGW<br />
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Brennwertverfolgung<br />
für das Netzgebiet Kevelaer / Straelen<br />
Biogaseinspeisung<br />
ca. 550 m³/h<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Zahlreiche Fragen sind noch zu klären!<br />
Rekonstruktionssysteme für Abrechnungszwecke<br />
erfor<strong>der</strong>n eine eichrechtliche Zulassung<br />
PTB-Anfor<strong>der</strong>ung PTB-A 7.64 dient als Leitfaden für<br />
eine erfolgreiche Umsetzung<br />
Anfor<strong>der</strong>ungen nach PTB-A 7.64 an:<br />
- Dokumentation <strong>der</strong> Netztopologie<br />
- Messung <strong>der</strong> Eingangsgrößen<br />
- Referenzmessungen<br />
- Software<br />
- Datenübertragung und -speicherung<br />
- Dokumentation für die Zulassung und Prüfung<br />
E-world 2007 07. Februar 2007 14
Voraussetzungen für die modellbasierte<br />
Brennwertverfolgung<br />
Die bisherigen Planungen bei <strong>der</strong> GELSENWASSER <strong>AG</strong><br />
sehen eine Einbindung in bestehende Systeme vor:<br />
<br />
<br />
Nutzung des vorhandenen STANET-<br />
Rechennetzmodells<br />
Nutzung <strong>der</strong> vorhandenen Simulationssoftware<br />
STANET als Rechenkern des<br />
Rekonstruktionssystems<br />
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Nachhaltiger Betrieb <strong>von</strong> NawaRo-Biogasanlagen<br />
- Risiken ?<br />
Verdrängung des Futteranbaus und Wegfall <strong>von</strong><br />
Extensivierungs- und Stilllegungsflächen durch Anbau<br />
nachwachsen<strong>der</strong> Rohstoffe<br />
Zuk<strong>auf</strong> <strong>von</strong> Futter und Düngung <strong>von</strong> ehemaligen<br />
Stilllegungsflächen bringen zusätzliche Nährstoffe<br />
(Stickstoff) ins Bilanzgebiet<br />
Nicht pflanzenbedarfsgerechte Düngung durch<br />
Ausbringung <strong>von</strong> Gärresten führt zu Nitratanstieg im<br />
Grundwasser<br />
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For<strong>der</strong>ungen aus wasserwirtschaftlicher Sicht<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Für Trinkwasser gilt <strong>der</strong> Grenzwert <strong>von</strong> 50 mg/l Nitrat<br />
gemäß Trinkwasserverordnung<br />
Herkömmliche Aufbereitungsanlagen in<br />
Wasserwerken können zu hohe Nitratgehalte im<br />
Rohwasser / Grundwasser nicht reduzieren<br />
ausschließlich pflanzenbedarfsgerechte Düngung bei<br />
<strong>der</strong> Ausbringung <strong>von</strong> Gärresten in <strong>der</strong> Landwirtschaft,<br />
orientiert am Grenz- und Zielwert <strong>von</strong> 50 mg/l Nitrat<br />
für Grund- und Oberflächenwasser<br />
Verwertung <strong>von</strong> möglichen Stickstoffüberschüssen<br />
aus Gärresten in an<strong>der</strong>en Bilanzgebieten mit<br />
Stickstoffbedarf<br />
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Fazit<br />
Bild Herr<br />
Peterwitz<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Für einen ökonomischen Ausbau <strong>der</strong><br />
Biogasproduktion ist die Zusammenarbeit <strong>von</strong><br />
Biogaserzeugern und <strong>der</strong> Gaswirtschaft notwendig.<br />
Der Bau und <strong>der</strong> Betrieb <strong>der</strong> Aufbereitung und <strong>der</strong><br />
Einspeisung sowie <strong>der</strong> Transport <strong>von</strong> Biomethan<br />
unterliegen den Regeln <strong>der</strong> Gaswirtschaft.<br />
Ein ökologisch sinnvoller Ausbau <strong>der</strong><br />
Biogaserzeugung erfor<strong>der</strong>t die Betrachtung des<br />
Gesamtkreisl<strong>auf</strong>es.<br />
Biogaseinspeisung ist ein sinnvoller Einsatz<br />
regenerativer Energien anstelle endlicher fossiler<br />
Brennstoffe.<br />
Deutschland bietet hervorragende<br />
Standortbedingungen zur Biogasnutzung.<br />
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