{"id":4665,"date":"2021-12-03T16:35:45","date_gmt":"2021-12-03T15:35:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/?p=4665"},"modified":"2025-12-13T10:44:20","modified_gmt":"2025-12-13T09:44:20","slug":"kwk-betriebsoptmierung-biogas-verstromung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/kwk-betriebsoptmierung-biogas-verstromung\/","title":{"rendered":"Biogas Vor-Ort-Verstromung \u2013 clever gemacht."},"content":{"rendered":"\n<p>Der Strommarkt ist von dem Umstand gekennzeichnet, dass Strom gleichzeitig erzeugt und verbraucht werden muss. Eine zeitliche L\u00fccke kann nur durch Speicherung von Strom in Akkusystemen organisiert werden, was aktuell nur in geringem Umfang verf\u00fcgbar ist. Daher sollten Erzeugung und Verbrauch immer ausgeglichen sein \u2013 und zwar zu 100 %. Dieses technische Prinzip stellt das Stromnetz in Zeiten der Energiewende vor neue Herausforderungen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Neue Herausforderung: Schwankende Erzeugung im Stromsystem<\/h2>\n\n\n\n<p>Der steigende Anteil erneuerbarer Energien hat zur Folge, dass die Stromerzeugung zeitlich kurzfristigen Schwankungen unterliegt. Diese Differenz zwischen Stromnachfrage und fluktuierendem Angebot aus erneuerbaren Energien bezeichnet man als Residuallast und wird aus konventionellen Kraftwerken gedeckt. Die Anforderungen an Kraft- und Heizkraftwerke, die fossile Brennstoffe nutzen, haben sich daher ge\u00e4ndert. Sie m\u00fcssen heute in der Lage sein, schnell und flexibel auf Angebotsschwankungen zu reagieren. Das bedeutet, sie werden stromsystemdienlich eingesetzt.&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Energie effizienter nutzen mit Kraft-W\u00e4rme-Kopplung<\/h2>\n\n\n\n<p>Um fossile Energietr\u00e4ger, die noch nicht komplett ersetzt werden k\u00f6nnen, zumindest so effizient wie m\u00f6glich zu nutzen, wurde die Technologie der Kraft-W\u00e4rme-Kopplung entwickelt: Strom und W\u00e4rme werden gleichzeitig erzeugt. Zur gekoppelten Erzeugung von Strom und W\u00e4rme stehen eine Vielzahl unterschiedlicher Technologien zur Verf\u00fcgung. Zu den sogenannten <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/glossar\/kraft-waerme-kopplung-kwk\/\">Kraft-W\u00e4rme-Kopplungsanlagen (KWK)<\/a> geh\u00f6ren:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Motoren (Stirlingmotor und Verbrennungsmotor)<\/li>\n\n\n\n<li>Turbinen (Gasturbine, Dampfturbine und Gas- und Dampfturbine, Mikrogasturbinen)<\/li>\n\n\n\n<li><a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wie-funktioniert-eine-brennstoffzellenheizung\/\">Brennstoffzellen<\/a>&nbsp;<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<p>Unter dem Begriff des Blockheizkraftwerks (BHKW) werden h\u00e4ufig Verbrennungsmotoren, Mikrogasturbinen, Stirlingmotoren und Brennstoffzellen zusammengefasst. KWK-Anlagen leisten dann einen Beitrag zur Brennstoff- und CO<sub>2<\/sub>-Einsparung, wenn sie Kohle- und Gaskraftwerke bei der Deckung der Residuallast verdr\u00e4ngen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Was leistet die KWK-Betriebsoptimierung?<\/h2>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-columns is-layout-flex wp-container-core-columns-is-layout-28f84493 wp-block-columns-is-layout-flex\">\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<p>Eine KWK-Betriebsoptimierung (KWK-BOp) bietet eine gesamtwirtschaftliche Betriebsoptimierung von KWK-Anlagen, mit dem Schwerpunkt auf BHKW-Anlagen, an. Das Dienstleistungsspektrum erstreckt sich von der Planungsunterst\u00fctzung, bspw. bei W\u00e4rmeversorgungsaufgaben, bis zur operativen Betriebsoptimierung von KWK-Anlagen \u00fcber die gesamte Lebensdauer.<\/p>\n\n\n\n<p>Auch das Beispiel der nachfolgenden Kundenanlage setzt auf die KWK-Betriebsoptimierung. Die Biogasanlage mit Vor-Ort-Verstromung wurde 1983 gebaut, stetig erweitert und geh\u00f6rt zu den Pionieranlagen der Energiewende. Sie wurde als Versuchsanlage zur Verg\u00e4rung von Schweineg\u00fclle errichtet. Nach der Aufgabe der Masttierhaltung auf dem landwirtschaftlichen Betrieb wurde der Einsatzstoff umgestellt auf nachwachsende Rohstoffe (NawaRo) und Speisereste aus Kantinen. Das in den Fermentern unter anaeroben (luftfreien) Bedingungen gewonnene Biogas wird noch auf dem Betriebsgel\u00e4nde mittels BHKW zu Strom und W\u00e4rme umgewandelt und kann damit bis zu 200 Haushalte mit Strom versorgen. Die W\u00e4rme wird f\u00fcr die Aufbereitung der Lebensmittelabf\u00e4lle, Heizung der Fermenter sowie der eigenen Wohnh\u00e4user und Betriebsgeb\u00e4ude ben\u00f6tigt. Besonders an der Anlage ist, dass sie bereits vor dem <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/glossar\/erneuerbare-energien-gesetz-eeg\/\">Erneuerbaren Energie Gesetz (EEG)<\/a>, welches erstmals im Jahr 2000 verabschiedet wurde, bestand.<\/p>\n<\/div>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-column is-layout-flow wp-block-column-is-layout-flow\">\n<div style=\"padding-top:41px;padding-right:40px;padding-bottom:40px;padding-left:40px\" class=\"wp-block-editor-blocks-wrapper alignfull infobox\"><div class=\"wrapper-inner\"><div class=\"wrapper-inner-blocks\">\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" width=\"1024\" height=\"1024\" src=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-1024x1024.jpg\" alt=\"Philip Scherer\" class=\"wp-image-4667\" srcset=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-1024x1024.jpg 1024w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-300x300.jpg 300w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-150x150.jpg 150w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-768x768.jpg 768w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-360x360.jpg 360w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte-690x690.jpg 690w, https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/wp-content\/uploads\/2021\/11\/philipp-scherer-kwk-experte.jpg 1500w\" sizes=\"auto, (max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Artikelautor Philipp Scherer ist seit 2018 bei Erdgas S\u00fcdwest im Bereich des Energiehandels und im Projektteam KWK-Betriebsoptimierung t\u00e4tig.<\/p>\n<\/div><\/div><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Herausforderung: Nach Ende der EEG-F\u00f6rderung Strom optimal vermarkten<\/h2>\n\n\n\n<p>Das EEG ist das Werkzeug der Bundesregierung, um die Energiewende voranzutreiben. Es regelt die Verg\u00fctung f\u00fcr eingespeisten Strom aus den erneuerbaren Energien. Mit einer 20-j\u00e4hrigen Festverg\u00fctung bietet des EEG den Anlagenbetreibern kalkulierbare Erl\u00f6se. Der Strom aus erneuerbaren Energien muss vom Netzbetreiber bevorzugt abgenommen werden. Ziel des EEG ist, bis zum Jahr 2050 den gesamten in Deutschland verbrauchten Strom treibhausgasneutral zu erzeugen. Im Jahr 2020 war der Anteil an erzeugtem Strom aus erneuerbaren Energien erstmals gr\u00f6\u00dfer als der Anteil aus fossilen Energietr\u00e4gern wie Kohle, Erdgas, \u00d6l und Kernenergie.<\/p>\n\n\n\n<p>Mit den EEG-Novellen von 2004 und 2009 war die Stromerzeugung aus Biogas lukrativ und es herrschte ein Biogas-Boom, in dem die Zahl der Anlagen in Deutschland von 2.050 auf 7.838 stieg. 2020 waren 9.359 Anlagen am Netz. In den n\u00e4chsten Jahren endet f\u00fcr immer mehr Biogasanlagen der erste Verg\u00fctungszeitraum im EEG. Nach der F\u00f6rderperiode des EEG stellt sich f\u00fcr den <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/glossar\/anlagenbetreiber\/\">Anlagenbetreiber<\/a> die Frage, ob er in den ungef\u00f6rderten Weiterbetrieb geht oder die Anlage zur\u00fcckgebaut wird. Sp\u00e4testens mit Beginn des ungef\u00f6rderten Weiterbetriebs muss der Strom direkt vermarktet werden. Das Augenmerk f\u00e4llt daher auf den Strommarkt. Der Vorteil der Speicherbarkeit des Gases kann hier genutzt werden, um zu Zeiten hoher Strompreise einzuspeisen. Dadurch kann ein Mehrerl\u00f6s am Markt erzielt und der wirtschaftliche Anlagenbetrieb erreicht werden.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Optimierung des Betriebs einer Biogasanlage<\/h2>\n\n\n\n<p>Um die bedarfsgerechte (flexible) Einspeisung gew\u00e4hrleisten zu k\u00f6nnen, ben\u00f6tigen die Biogasanlagen einen entsprechend gro\u00dfen Gasspeicher. Da das BHKW die maximale Strommenge in kurzen Zeitr\u00e4umen erzeugt, muss der Motor leistungsstark sein. Man spricht daher von einer \u00dcberbauung.<\/p>\n\n\n\n<p>Diese Fahrweise bringt einen Versatz zwischen W\u00e4rmeerzeugung und W\u00e4rmebedarf mit sich, der mit W\u00e4rmespeichern ausgeglichen wird. Die Laufzeit der Motoren wird so angepasst, dass es nicht zu Engp\u00e4ssen in der W\u00e4rmeversorgung kommt. Das Team KWK-BOp hat sich zum Ziel gesetzt, diese Faktoren in den Fahrplan der BHKWs einzubinden.<\/p>\n\n\n\n<p>In der familiengef\u00fchrten landwirtschaftlichen Kundenanlage wurde dazu umfangreich modernisiert, ein gr\u00f6\u00dfer Gasspeicher gebaut und im letzten Zuge steht nun die Errichtung eines neuen BHKW an. Das Team der KWK-BOp konnte mit dem Angebot der Optimierung und <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/glossar\/direktvermarktung\/\">Direktvermarktung<\/a> \u00fcberzeugen und wurde beauftragt. In die umfangreichen Berechnungen des eigens entwickelten Algorithmus werden die geplanten Daten wie zum einen der Eigenbedarf an Strom und W\u00e4rme sowie die Kapazit\u00e4t der Gas- und W\u00e4rmespeicher einbezogen. Dar\u00fcber hinaus werden die st\u00fcndlich erzeugte Gasmenge mit den Gasgestehungskosten, die Wirkungsgrade und Leistungsdaten aller BHKW sowie die Kosten f\u00fcr deren Instandhaltung erfasst. Neben den technischen Anforderungen m\u00fcssen auch die rechtlichen Bedingungen betrachtet werden. Zum Beispiel in welchem EEG sich die Anlage befindet, ob es sich um eine Anlage handelt, die bereits in die Direktvermarktung eingestiegen ist, welche F\u00f6rderungen die Anlagen noch in Anspruch nehmen kann oder die Einhaltung der 4.000 Viertelstunden im Jahr, an denen das BHKW 85 % seiner <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/natuerlichzukunft\/glossar\/nennleistung\/\">Nennleistung<\/a> abgeben muss.<\/p>\n\n\n\n<p>Nachdem ein erster prognostizierter Fahrplan das neue Laufverhalten der Anlage aufzeigt, wird festgelegt, wie viele Starts die BHKW haben sollen und wie F\u00fctterungen und Wartungen auf einen optimalen Betrieb ausgerichtet werden k\u00f6nnen. Hier helfen langj\u00e4hrige Branchenerfahrungen. So wurde das Laufverhalten an die individuellen Bedingungen vor Ort und der Anlage angepasst. Dem Betreiber war es beispielsweise wichtig, dass im Fall von notwendigen Wartungs- oder Reparaturarbeiten die M\u00f6glichkeit besteht, den Fahrplan der Maschine entsprechend anzupassen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Optimierung der Betriebszeiten auf die Preise am Strommarkt<\/h2>\n\n\n\n<p>Der Algorithmus errechnete bei angenommener idealer Strompreisprognose einen durchschnittlichen Mehrerl\u00f6s von rund 28 % f\u00fcr das neue BHKW. Dies bezieht sich auf die Differenz zwischen dem Spotmittelwert und dem Spotpreis (Day-Ahead-Auktionen durch KWK-BOp) an der Energie-B\u00f6rse. Verpackt in einer Box wird ein funktionsgleicher Algorithmus, der zudem \u00fcber operative Zusatzfunktionen wie Intraday-Optimierung und eine Bediensoftware verf\u00fcgt, mit der Steuerung der KWK-Anlage des Kunden integriert. Der Fahrplan kann damit auf die sich \u00e4ndernden Faktoren wie die Gasproduktion, Strompreis oder den W\u00e4rmebedarf angepasst werden.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Anlagensteuerung durch KWK-BOp erm\u00f6glicht die Einbindung von Erweiterungen. Die einstige Pionieranlage ist mit KWK-BOp f\u00fcr die Zukunft also bestens ger\u00fcstet.  <\/p>\n\n\n\n<hr class=\"wp-block-separator has-css-opacity\"\/>\n\n\n\n<p><strong>Sie sind Besitzer einer KWK-Anlage und haben Interesse an einer Betriebsoptimierung? <a href=\"https:\/\/www.erdgas-suedwest.de\/unternehmen\/flexibilitaetsvermarktung?ctm_source=blog&amp;ctm_medium=esw&amp;ctm_campaign=betriebsoptmierung-biogas-verstromung&amp;ctm_content=textlink\" rel=\"noreferrer noopener\">Dann nehmen Sie jetzt Kontakt mit unserem Beratungsteam auf.<\/a> Wir analysieren gerne Ihre Anlage und ermitteln deren Potenzial f\u00fcr eine Betriebsoptimierung. <\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Blockheizkraftwerke, die aus Biogas W\u00e4rme und Strom erzeugen, k\u00f6nnen effizienter betrieben werden, wenn die Laufzeiten an den Verbrauch und den Zustand des Stromnetzes angepasst werden. Diese Betriebsoptimierung nutzt unterschiedliche Stellschrauben wie z. B. Speicher und wird von Experten geplant und installiert.<\/p>\n","protected":false},"author":21,"featured_media":4680,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"rating_form_position":"","rating_results_position":"","mr_structured_data_type":"Organization","footnotes":""},"categories":[11],"tags":[21,25,85],"class_list":["post-4665","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-wissen","tag-biogas","tag-erdgas","tag-oekostrom"],"acf":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v27.4 - https:\/\/yoast.com\/product\/yoast-seo-wordpress\/ -->\n<title>Biogas Vor-Ort-Verstromung \u2013 clever gemacht. - nat\u00fcrlichZukunft<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Wie funktioniert die Betriebsoptimierung eines Blockheizkraftwerks, das mit Biogas betrieben wird? 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