DE102013011289A1 - Verfahren zur gepoolten Verwertung von dezentral erzeugtem Biogas - Google Patents

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur zentralen Verwertung von dezentral erzeugtem Biogas, das in mindestens einer dezentralen Biogasanlage erzeugt wurde und einer zentralen Verwertung zugeführt wird. Die Erzeugung des Biogases erfolgt in einer dezentralen Biogasanlage, die bevorzugt eine Vergärungsanlage ist. Das erzeugte Biogas wird verflüssigt oder komprimiert und am Herstellungsort in einen mobilen Tank verbracht. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders effektiv einsetzen, wenn mehrere dezentrale Biogasanlagen an einem oder verschiedenen Herstellungsorten genutzt werden. So ist es beispielsweise denkbar, aus einer Vielzahl von Vergärungsanlagen, in denen Biogas oder Rohbiogas erzeugt wird, die sich an verschiedenen Orten befinden, Biogas zu einer zentralen Verwertungsanlage zu bringen.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur zentralen Verwertung von dezentral erzeugtem Biogas, das in mindestens einer dezentralen Biogasanlage erzeugt wurde und einer zentralen Verwertung zugeführt werden soll.
  • Bisher wird das in Biogasanlagen durch Vergärung gewonnene Rohbiogas entweder durch Entschwefelung und Trocknung soweit aufbereitet, dass es in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) vor Ort verstromt und die dabei freigesetzte Wärme möglichst einem Nutzer zugeführt werden kann. Alternativ wird das Rohbiogas durch weitere Stufen soweit gereinigt und aufbereitet, dass es durch den Betreiber eines Gasnetzes nach seiner Odorierung und der Einstellung des Zündverhaltens über seine Einspeisanlagen direkt ins Gasnetz eingespeist werden kann.
  • Der Vergütungsanspruch für die Stromerzeugung nach dem erneuerbaren Energiegesetz 2012 (EEG 2012) setzt die Nutzung von mindestens 60% der im BHKW erzeugten Wärme voraus. Sehr oft ist jedoch in den ländlichen Gegenden, wo das Biogas aus Substraten durch Vergärung gewonnen wird, keine der Positivliste des EEG-Gesetzes entsprechende Wärmeabnahme möglich.
  • Eine qualitativ hochwertige Biogasaufbereitung, die dem Gasnetzbetreiber eine Einspeisung direkt ins Gasnetz ermöglicht, ist zur Zeit nur für größere Anlagen wirtschaftlich. Mit der Anlagengröße sind für die Vergärung entsprechend größere Substratmengen notwendig und ein in der Regel damit verbundener weitreichender Einzugsbereich für den Anbau dieser Substrate. Zwangsläufig erhöht dieses den Transportaufwand sowohl für den Antransport der Substrate vom Erzeuger als auch für den Abtransport der anfallenden Gärreste. Die damit über größere Entfernungen verbundenen Transportkosten beeinträchtigen wesentlich die Wirtschaftlichkeit der Anlagen.
  • Die DE 10 2009 038 128 A1 beschreibt ein Verfahren über das es möglich ist, Biogas in örtliche Mitteldruck-Verteilnetze einzuspeisen. Dabei erfolgt ein temporäres Rückverdichten des Gases aus dem örtlichen Mitteldruck-Verteilnetz in das vorgelagerte Hochdruck-Netz. Dieses hat den Nachteil, dass zusätzliche Vorrichtungen zur Rückverdichtung bzw. Rückeinspeisung von Biogas eingesetzt werden müssen.
  • Der Einsatz von Mikrobiogasnetzen und somit die Verbindung von dezentralen Biogasanlagen mit einer zentralen Aufbereitungsanlage ist nur über eine sehr begrenzte Entfernung und aufgrund von örtlichen Verhältnissen hinsichtlich der Trassenführung nicht immer möglich und wirtschaftlich.
  • In letzter Zeit kommen spezielle Gasaufbereitungsanlagen auch für kleine Biogasanlagen auf den Markt (z. B. Membranverfahren), die jedoch ihre wirtschaftliche Leistungsfähigkeit noch nicht nachgewiesen haben. Gleichwohl bleibt auch hier die Frage, ob in wirtschaftlich vertretbarer Entfernung eine Anbindung an eine Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers möglich ist.
  • Nicht zuletzt sind für die Durchleitung des gereinigten Biogases im Gasnetz an einen entsprechenden Verbraucher Netznutzungsentgelte zu zahlen, die nicht unerheblich sind.
  • Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, die bekannten Nachteile bei der Nutzung von Biogas zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zu schaffen, dezentral erzeugtes Biogas wirtschaftlich zu nutzen und auch kleine Biogasanlagen und Biogasanlagen, die weit entfernt von einer zentralen Verwertungsanlage sind, wirtschaftlich nutzbar zu machen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur zentralen Verwertung von Biogas, umfassend die Schritte:
    • a) Erzeugung von Biogas in mindestens einer dezentralen Biogasanlage an mindestens einem Herstellungsort A,
    • b) Verflüssigung oder Komprimierung des erzeugten Biogases in einer Verflüssigungs- oder Komprimierungsanlage am Herstellungsort A,
    • c) Verbringung des flüssigen/komprimierten Biogases in einen mobilen Tank am Herstellungsort A,
    • d) Transport des mit Biogas gefüllten, mobilen Tanks zu mindestens einem zentralen Verwertungsort B,
    • e) Einspeisung des Biogases in eine zentrale Verwertungsanlage am Verwertungsort B, wobei der Verwertungsort B vom Herstellungsort A verschieden ist.
  • Weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche oder nachfolgend beschrieben.
  • Die Erzeugung des Biogases erfolgt in einer dezentralen Biogasanlage, die bevorzugt eine Vergärungsanlage ist, an mindestens einem Herstellungsort A. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich besonders effektiv einsetzen, wenn mehrere dezentrale Biogasanlagen an einem oder verschiedenen Herstellungsorten A, A', A'' etc. genutzt werden. So ist es beispielsweise denkbar, aus einer Vielzahl von Vergärungsanlagen, in denen Biogas oder Rohbiogas erzeugt wird, die sich an verschiedenen Orten befinden, Biogas zu einer zentralen Verwertungsanlage zu bringen. Die zentrale Verwertungsanlage am Verwertungsort B ist bevorzugt ein Blockheizkraftwerk, eine Biogas- oder Biomethantankstelle, eine Biogasaufbereitungsanlage oder eine Einspeisanlage eines Gasnetzes. Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich auch mit mehreren zentralen Verwertungsanlagen an einem Verwertungsort B oder an verschiedenen Verwertungsorten B, B', B'' etc. betreiben.
  • Vor oder nach der Aufreinigung erfolgt die Verflüssigung oder Komprimierung des erzeugten Biogases bzw. Rohbiogases in einer Verflüssigungs- oder Komprimierungsanlage am Herstellungsort A. Die Anlage zur Verflüssigung bzw. Komprimierung in Schritt b) ist bevorzugt eine mobile Anlage. Die bei der Komprimierung bzw. Verflüssigung frei werdende Wärme kann bevorzugt zur Beheizung der Fermenter genutzt werden. Um diesen Prozess zu vergleichmäßigen, kann die Abwärme auch in einem Wärmespeicher gespeichert bzw. zwischengelagert werden. Bevorzugt wird die bei der Verflüssigung bzw. Komprimierung frei werdende Wärme zu Heiz- oder Trocknungszwecken vor Ort genutzt.
  • Bevorzugt erfolgt eine Vorreinigung des Rohbiogases. Durch die Vorreinigung wird das Rohbiogas von Wasser, Schwefel und Kohlendioxid befreit. Die Vorreinigung erfolgt in der Biogasanlage bevorzugt nach Schritt a) und vor Schritt b), d. h. vor der Verflüssigung oder Komprimierung des erzeugten Biogases. Bei der Vorreinigung erfolgt eine Entwässerung, Entschwefelung, CO2-Abtrennung, sowie gegebenenfalls eine weitere Aufreinigung. Alternativ wird die Vorreinigung des Biogases in der Anlage zur Verflüssigung bzw. Komprimierung des Biogases durchgeführt. Dabei wird Rohbiogas schon am Herstellungsort von Wasser, CO2 und Schwefel befreit und das abgetrennte kryogene CO2 ggf. einer Nutzung zugeführt.
  • Der mobile Tank wird am Herstellungsort A mit dem flüssigen oder komprimierten Biogas befüllt. Bevorzugt wird der mobile Tank nach der Befüllung direkt, ohne Zwischenlagerung, zum Verwertungsort B gebracht. Ein mobiler Tank ist beispielsweise ein Tankwagen, ein Tank-Container oder ein anderer Behälter, der zur Aufnahme von komprimierten bzw. verflüssigten Gasen geeignet ist.
  • Am Verwertungsort B wird das Biogas bevorzugt regasifiziert oder entkomprimiert. Nach einer Regasifizierung des Biogases wird dieses am Verwertungsort B bevorzugt über eine oder mehrere Einspeisanlagen des Gasnetzbetreibers ins Gasnetz eingespeist.
  • Abhängig vom Grad der Aufbereitung des Biogases am Herstellungsort wird der mobile Tank zu einer oder mehreren Biogasaufbereitungsanlagen mit Einspeiseanlagen des Gasnetzbetreibers oder zu einer oder mehreren Einspeiseanlagen des Gasnetzbetreibers bzw. zu einem oder mehreren Verbrauchern verbracht. Dort wird das flüssige Biogas wieder regasifiziert bzw. soweit entkomprimiert, dass es über eine Einspeiseanlage in das Gasnetz eingespeist oder, bei Notwendigkeit, vor der Einspeisung in das Gasnetz entsprechend aufbereitet wird. Über das Gasnetz wird das Biogas dann entsprechenden Verbrauchern, wie z. B. dezentralen BHKW, zugeführt.
  • Bevorzugt steht jedoch die Anlage zur Regasifizierung bzw. Entkomprimierung an einem Ort, wo ein großer möglichst ganzjähriger Wärmenutzer existiert, so dass das Biogas hier verstromt und die dabei entstehende Wärme genutzt werden kann, oder an einem Ort, wo ein anderer großer Verbraucher, wie z. B. eine Biogas- bzw. Biomethantankstelle, existiert.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Biogas, sowohl Rohbiogas als auch teilaufbereitetes bzw. qualitativ hochwertig aufbereitetes Biogas, weit entfernten Verbrauchern wie z. B. Blockheizkraftwerken, Biogas- bzw. Biomethantankstellen, Biogasaufbereitungsanlagen und Einspeisanlagen von Gasnetzbetreibern zugeführt werden kann, ohne dass eine verbindende Rohrleitung zur Verfügung stehen muss. Das Rohbiogas oder das aufbereitete Biogas wird dabei direkt vor Ort an der Vergärungsanlage, d. h. am Herstellungsort, entweder verflüssigt oder komprimiert und am Herstellungsort in einen mobilen Tank verbracht.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren können somit dezentrale bzw. entfernt liegende Vergärungsanlagen hinsichtlich Aufbereitung des Biogases, dessen Einspeisung in das Gasnetz bzw. dessen Nutzung gepoolt und somit ein economy-of-scale-Effekt genutzt werden.
  • Da das Verfahren sehr energieintensiv ist, ist es vorteilhaft, dass die Anlage auch zum Anbieten von (negativer) Regelleistung genutzt wird, das heißt, dann betrieben wird, wenn sehr viel überschüssiger Strom z. B. durch Windkraftanlagen ins Netz gedrückt wird. Dieses Vorgehen kann zusätzliche Einnahmen für die Anlage erschließen bzw. durch den Bezug von kostengünstigerer elektrischer Energie die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöhen. Allerdings erfordert dies auch das Vorhandensein von einem oder mehrer Gasspeichern, da das Biogas quasi kontinuierlich anfällt. Diese/r Gasspeicher würde/n es auch ermöglichen, dass z. B. eine mobile Anlage zur Verflüssigung bzw. Komprimierung mehrere Biogasanlagen bedienen kann.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigt
  • 1 eine Biogasanlage mit angeschlossenen BHKW gemäß dem Stand der Technik,
  • 2 eine Biogasanlage mit angeschlossener Biogasaufbereitung gemäß dem Stand der Technik,
  • 3 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verladung von komprimiertem Gas in einen mobilen Tank,
  • 4 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Verladung von verflüssigtem Gas in einen mobilen Tank,
  • 5 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mobilen Gasverflüssigungsanlage,
  • 6 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer qualitiativ hochwertigen Biogasaufbereitung und der Verladung von in einer Gasverdichterstation komprimiertem Gas in einen mobilen Tank,
  • 7 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung, einer Gasverflüssigungsanlage und der Verladung von verflüssigtem Gas in einen mobilen Tank und
  • 8 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung, einer mobilen Gasverflüssigungsanlage und Verladung des verflüssigten Gases in einen mobilen Tank,
  • 9 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mobilen Gasverdichterstation,
  • 10 ein Schema zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung, einer mobilen Gasverdichterstation und Verladung des komprimierten Gases in einen mobilen Tank.
  • 1 zeigt ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik, bei dem eine Anlage zur Erzeugung von Biogas mit einem Verbraucher, hier einem Blockheizkraftwerk, gekoppelt ist. Dieses besteht im Allgemeinen aus den Hauptanlagenkomponenten einem Betriebsgebäude 1, dem Fermenter 2, dem Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4. Aus dem Fermenter 2 und dem Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4 wird über entsprechende Gasleitungen 5 das erzeugte Biogas einem Blockheizkraftwerk 6 zugeführt. Neben der Produktion von Strom entsteht Abwärme, die über Heizkreislaufleitungen 7 an einen Wärmenutzer 8 abgeführt wird
  • In 2 ist ein Verfahren gemäß dem Stand der Technik dargestellt, das angewendet wird, wenn das erzeugte Biogas nicht über ein Blockheizkraftwerk verstromt werden kann, da kein Nutzer für die Abwärme vorhanden ist. Auch diese Anlage besteht zunächst aus den Hauptkomponenten Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4. Über entsprechende Gasleitungen 5 wird das Gas einer Biogasaufbereitung 9 zugeführt. Für diesen Prozess gibt es verschiedene Verfahren. Grundsätzlich bestehen sie aus der Entschwefelung und der CO2-Abtrennung. Vor der Einspeisung ins Gasnetz wird der Brennwert des Biogases in der Einspeiseanlage 11 des Gasnetzbetreibers meistens mit LPG (Liquefied Petroleum Gas) oder O2 angepasst, odoriert und anschließend auf den im Gasnetz 12 benötigten Druck gebracht. Die größere Anzahl an Fermentern 2, Nachgärern 3 und Gärrestlagern 4 soll darauf hinweisen, dass solche Anlagen nur für größere Biogasanlagen wirtschaftlich sind.
  • 3 zeigt ein Schema einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage mit der Verladung von komprimiertem Gas in einen mobilen Tank 14 und dem Transport T des komprimierten Gases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6 oder einer Biogasaufbereitungsanlage 9 mit anschließender Einspeisung des aufbereiteten Gases in das öffentliche Gasnetz oder einem anderweitigen Nutzer 17. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird hier das Biogas aus dem Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Vorreinigung 13 (z. B. Entschwefelung, CO2-Abtrennung) zugeführt. Das abgetrennte kryogene CO2 kann hierbei einer Verwertung zugeführt werden. Danach wird das Biogas durch eine Gasverdichterstation 10 komprimiert und das komprimierte Gas in einen mobilen Tank 14 verfüllt. Die bei der Kompression des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden. Da der aufgeführte Prozess sehr energieintensiv ist, kann es vorteilhaft sein, diesen in der lastschwachen Zeit durchzuführen, so dass durch das Anbieten von (negativer) Regelenergie zusätzliche Erlöse akquiriert werden können. Da aber das Biogas quasi kontinuierlich anfällt, ist zur Übernahme solcher Aufgaben ein zusätzlicher Gasspeicher 16 vorzusehen.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, zu einer zentralen Biogasaufbereitung 9, einem Gasspeicher 16 oder zu einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Gasleitung 5 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene Biogas dekomprimiert und der jeweiligen Nutzung zugeführt. Speziell nach der Biogasaufbereitung 9 wird das aufbereitete Gas über die Einspeisanlage des Gasnetzbetreibers 11 in das Gasnetz 12 geleitet. Mit diesem Verfahren kann somit Biogas von verschiedenen Biogasanlagen über einen mobilen Tank 14 aufgenommen und einer zentralen Gasaufbereitungsanlage 9, verschiedenen Blockheizkraftwerken 6 oder anderen Nutzern 17 zugeführt werden.
  • 4 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage, mit Verladung von verflüssigtem Gas in einen mobilen Tank 14 und mit Transport des Flüssiggases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6, einem Gasspeicher 16 oder einer Biogasaufbereitung 9 mit anschließender Einspeisung des aufbereiteten Gases in das öffentliche Gasnetz oder einem anderweitigen Nutzer 17 oder zu einem Gasspeicher 16 mit jeweils einer vorgeschalteten Regasifizierungsanlage 20. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2 und Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Vorreinigung 13 (z. B. Entschwefelung, CO2-Abtrennung) zugeführt. Danach wird das Biogas einer Verflüssigungsanlage für Gas 18 zugeleitet und über eine spezielle Flüssiggasleitung 19 in den mobilen Tank 14 verfüllt. Die bei der Verflüssigung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, einer zentralen Biogasaufbereitung 9 oder einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Flüssiggasleitung 19 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene flüssige Biogas in die Regasifizierungsanlage 20 gebracht und danach über eine Gasleitung 5 dem entsprechenden Nutzer zugeführt. Speziell nach der Biogasaufbereitung 9 wird das aufbereitete Gas über die Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 in das Gasnetz 12 eingespeist.
  • 5 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage, mit einer mobilen Gasverflüssigungsanlage 21 und Verladung des verflüssigten Gases in einen mobilen Tank 14 und den Transport des Flüssiggases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6, einem Gasspeicher 16 oder einer Biogasaufbereitung 9 mit anschließender Einspeisung des aufbereiteten Gases in das öffentliche Gasnetz 12 oder einem anderweitigen Nutzer 17 mit jeweils einer vorgeschalteten Regasifizierungsanlage 20. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Vorreinigung 13 (z. B. Entschwefelung, CO2-Abtrennung) zugeführt. Danach wird das Biogas einer mobilen Gasverflüssigungsanlage 21 zugeleitet, dort verflüssigt und über eine spezielle Flüssiggasleitung 19 in den mobilen Tank 14 verfüllt. Hierbei kann die mobile Gasverflüssigungsanlage 21 durchaus auch Teile der Vorreinigung 13 enthalten bzw. die gesamte Vorreinigung 13 enthalten.
  • Die bei der Verflüssigung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, einer zentralen Biogasaufbereitung 9 oder einem anderweitigen Nutzer 17 oder einem Gasspeicher 16. Über eine entsprechende Flüssiggasleitung 19 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene flüssige Biogas in die Regasifizierungsanlage 20 gebracht und danach über eine Gasleitung 5 der jeweiligen Nutzung zugeführt. Speziell nach der Biogasaufbereitung 9 wird das aufbereitete Gas über die Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 in das Gasnetz 12 eingespeist.
  • 6 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage mit einer qualitiativ hochwertigen Biogasaufbereitung 9 und der Verladung von in einer Gasverdichterstation 10 komprimiertem Gas in einen mobilen Tank 14 sowie den Transport des komprimierten Gases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6 oder einer Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder einem anderweitigen Nutzer 17 des Biogases. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird hier das Biogas aus dem Fermenter 2 und Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Biogasaufbereitung 9 (qualitativ hochwertig) zugeführt. Danach wird das Biogas durch eine Gasverdichterstation 10 komprimiert und das komprimierte Gas in einen mobilen Tank 14 verfüllt. Die bei der Kompression des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser zum Blockheizkraftwerk 6, zur Einspeisanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Gasleitung 5 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene Biogas dekomprimiert und der entsprechenden Nutzung zugeführt.
  • 7 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung 9, einer Verflüssigungsanlage für Gas 18 und der Verladung von verflüssigtem Gas in einen mobilen Tank 14 sowie den Transport des Flüssiggases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6 oder einer Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder einem anderweitigen Nutzer 17 mit jeweils einer vorgeschalteten Regasifizierungsanlage 20. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2 und Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 der Biogasreinigung 9 (qualitativ hochwertig) zugeführt. Danach wird das Biogas einer Verflüssigungsanlage für Gas 18 zugeleitet und über eine spezielle Flüssiggasleitung 19 in den mobilen Tank 14 verfüllt. Die bei der Verflüssigung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, zu einer Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder zu einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Flüssiggasleitung 19 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene flüssige Biogas in die Regasifizierungsanlage 20 gebracht. Danach wird das Gas über eine Gasleitung 5 und die Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 in das Gasnetz 12 eingespeist.
  • 8 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung 9, einer mobilen Gasverflüssigungsanlage 21 und Verladung des verflüssigten Gases in einen mobilen Tank 14 und den Transport des Flüssiggases per LKW zu einem Blockheizkraftwerk 6 oder Einspeisung des aufbereiteten Gases in das öffentliche Gasnetz 12 oder einem anderweitigen Nutzer 17 mit jeweils einer vorgeschalteten Regasifizierungsanlage 20. Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2 und Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Biogasreinigung 9 (qualitativ hochwertig) zugeführt. Danach wird das Biogas einer mobilen Gasverflüssigungsanlage 21 zugeleitet und über eine spezielle Flüssiggasleitung 19 in den mobilen Tank 14 verfüllt.
  • Die bei der Verflüssigung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, zu einer Einspeisanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder zu einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Flüssiggasleitung 19 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene flüssige Biogas in die Regasifizierungsanlage 20 gebracht und danach über eine Gasleitung 5 der entsprechenden Nutzung zugeführt.
  • 9 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage, mit einer mobilen Gasverdichterstation 22 und Verladung des komprimierten Gases in einen mobilen Tank 14. Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, einer zentralen Biogasaufbereitung 9 oder einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine entsprechende Gasleitung 5 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene komprimierte Biogas über eine Gasleitung 5 der jeweiligen Nutzung zugeführt. Speziell nach der Biogasaufbereitung 9 wird das aufbereitete Gas über die Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers 11 in das Gasnetz 12 eingespeist.
  • Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Vorreinigung 13 (z. B. Entschwefelung, CO2-Abtrennung) zugeführt. Danach wird das Biogas einer mobilen Gasverdichterstation 22 zugeleitet, dort komprimiert und über eine Gasleitung 5 in den mobilen Tank 14 verfüllt. Hierbei kann die mobile Gasverdichterstation 22 durchaus auch Teile der Vorreinigung 13 enthalten bzw. die gesamte Vorreinigung 13 enthalten.
  • Die bei der Komprimierung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • 10 zeigt ein Schema einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer Biogasanlage mit einer qualitativ hochwertigen Biogasaufbereitung 9, einer mobilen Gasverdichterstation 22 und Verladung des komprimierten Gases in einen mobilen Tank 14. Nach Befüllen des mobilen Tanks 14 fährt dieser wahlweise zu einem Blockheizkraftwerk 6, zu einer Einspeisanlage des Gasnetzbetreibers 11 oder zu einem anderweitigen Nutzer 17. Über eine Gasleitung 5 wird das im mobilen Tank 14 enthaltene komprimierte Gas der entsprechenden Nutzung zugeführt.
  • Auch hier sind die Hauptkomponenten einer üblichen mit Vergärung arbeitenden Biogasanlage wie Betriebsgebäude 1, Fermenter 2, Nachgärer 3 und Gärrestlager 4 vorhanden. Vorteilhafterweise wird auch hier das Biogas aus dem Fermenter 2 und Nachgärer 3 und dem Gärrestlager 4 über Gasleitungen 5 einer Biogasreinigung 9 (qualitativ hochwertig) zugeführt. Danach wird das Biogas einer mobilen Gasverdichterstation 22 zugeleitet und über eine Gasleitung 5 in den mobilen Tank 14 verfüllt.
  • Die bei der Verflüssigung des Gases frei werdende Wärme kann zur Beheizung des Fermenters 2 genutzt werden. Da diese Wärme nur beim Befüllen des mobilen Tanks 14 anfällt, kann diese Abwärme in einem Wärmespeicher 15 zwischengespeichert und je nach Bedarf zum Beheizen des Fermenters 2 abgezogen werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Betriebsgebäude
    2
    Fermenter
    3
    Nachgärer
    4
    Gärrestlager
    5
    Gasleitung
    6
    Blockheizkraftwerk (BHKW)
    7
    Heizkreislaufleitungen
    8
    Wärmenutzer
    9
    Biogasaufbereitung
    10
    Gasverdichterstation
    11
    Einspeiseanlage des Gasnetzbetreibers
    12
    Gasnetz
    13
    Vorreinigung Biogas
    14
    Mobiler Tank (Tanklaster)
    15
    Wärmespeicher
    16
    Gasspeicher
    17
    Anderer Nutzer (z. B. Biogas- bzw. Biomethantankstelle)
    18
    Verflüssigungsanlage für Gas
    19
    Leitung für Flüssiggas
    20
    Regasifizierungsanlage
    21
    Mobile Gasverflüssigungsanlage
    22
    Mobile Gasverdichterstation
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009038128 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren zur zentralen Verwertung von Biogas, umfassend die Schritte: a) Erzeugung von Biogas in mindestens einer dezentralen Biogasanlage an mindestens einem Herstellungsort A, b) Verflüssigung oder Komprimierung des erzeugten Biogases in einer Verflüssigungs- oder Komprimierungsanlage, c) Verbringung des flüssigen/komprimierten Biogases in einen mobilen Tank, d) Transport des mit Biogas gefüllten, mobilen Tanks zu mindestens einem Verwertungsort B, e) Einspeisung des Biogases in mindestens einer zentralen Verwertungsanlage an mindestens einem Verwertungsort B, wobei der Verwertungsort B von Herstellungsort A verschieden ist.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage zur Verflüssigung bzw. Komprimierung in Schritt b) mobil ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Biogasanlage nach Schritt a) und vor Schritt b) das Biogas einer Vorreinigung unterzogen wird.
  4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlage zur Verflüssigung des Biogases vor Schritt b) auch die Vorreinigung erfolgt.
  5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Verwertungsanlage am Verwertungsort B ein Blockheizkraftwerk, eine Biogas- oder Biomethantankstelle, eine oder mehrere zentrale Aufbereitungsanlagen mit Gasanschluss oder ein Einspeisungsvorrichtung eines Gasnetzes ist.
  6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mobile Tank nach der Befüllung direkt, ohne Zwischenlagerung, zum Verwertungsort B verbracht wird.
  7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biogas am Verwertungsort regasifiziert bzw. entkomprimiert wird.
  8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Verwertungsort B das Biogas über eine oder mehrere Einspeisanlagen des Gasnetzbetreibers ins Gasnetz eingespeist wird, bevorzugt nach einer Regasifizierung des Biogases.
  9. Vorrichtung zur Herstellung von flüssigem oder komprimiertem Biogas umfassend – eine Biogasanlage zur Erzeugung eines Biogases, – eine nachgeschaltete Verflüssigungs- oder Komprimierungsanlage zur Verflüssigung oder Komprimierung des erzeugten Biogases.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Verflüssigung bzw. Komprimierunganlage frei werdende Wärme entweder zur Beheizung des Fermenters genutzt wird oder in einem Wärmespeicher zwischengelagert wird, von wo je nach Bedarf Wärme für die Beheizung des Fermenters abgezogen wird.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Biogasanlage das Biogas einer Vorreinigung unterzogen wird.
  12. Vorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Anlage zur Verflüssigung des Biogases eine Vorreinigung des Biogases erfolgt.
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