Ausgabe 01/20

Biogas zu Biomethan aufbereiten und ins Erdgasnetz einspeisen: Dieser Weg stellt eine effektive Möglichkeit dar, die regenerativ erzeugten Energieträger speichern zu können. Im Gegensatz zur direkten Verstromung von Biogas vor Ort im Blockheizkraftwerk, ist vor der Einspeisung ins Erdgasnetz erzeugerseitig allerdings die Aufbereitung zu Biomethan notwendig. Für die Einspeisung mit speziellen Anlagen ist wiederum der örtliche Erdgasnetzbetreiber zuständig. Ein funktionaler Bereich ist hier die Vorverdichtung, für die die EWE NETZ GmbH Schraubenverdichter von AERZEN einsetzt. Dieser Prozess ist untergliedert in zwei Druckstufen. In der ersten Druckstufe kommen Aggregate von AERZEN zum Einsatz, für den Hochdruckbereich Kolbenverdichter der Firma Neumann und Esser.

Mit einem Übergabedruck von circa 100 Millibar erreichen bis zu 700 Normkubikmeter Biomethan einer Biogasaufbereitungsanlage im Landkreis Cloppenburg pro Stunde die Einspeisestation von EWE NETZ GmbH. Das Unternehmen hat die Verantwortung für die übergebenen Biomethanqualitäten, die notwendige Druckanpassung sowie die Einstellung des Brennwertes für eine sichere Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz. Einzuhalten sind dabei unter anderem die Richtlinien des DVGW (Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches). Festgelegt sind in Regelwerken unter anderem der übergebene Methangehalt, die Grenzwerte für Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff sowie der Wassertaupunkt. Bleibt das übergebene Biomethan innerhalb der Grenzwerte, wird mittels Schraubenverdichter von AERZEN der Druck von etwa 100 Millibar auf fünf bar erhöht. Das Ortsnetz selbst wird mit einem Druck von 0,8 bis 0,9 bar betrieben und versorgt die angeschlossenen Betriebe und Haushalte mit Erdgas beziehungsweise eingespeistem Biomethan. Christoph Benten, zuständig für Biogas-einspeiseanlagen bei der EWE NETZ: „Der Gesetzgeber legt fest, dass wir bei der Einspeisung von Biomethan ins Erdgasnetz eine technische Verfügbarkeit der Einspeiseanlage von mindestens 96 Prozent erreichen müssen.“ Aus diesem Grund hält EWE NETZ GmbH einen Redundanzbetrieb von zwei baugleichen VMX 110 Aggregaten aus dem Hause AERZEN vor. Diese liefern jeweils eine Förderleistung von 700 Normkubikmetern pro Stunde. „Geht eine Maschine in Störung, springt automatisch die zweite Maschine ein.“

Verdichtung von Biomethan, Biogas sowie anderen Kohlenwasserstoff-Mischgasen: Genau dafür sind die ölgeschmierten, direktangetriebenen VMX-Schraubenverdichter-Aggregate konzipiert. Die Reihe deckt in fünf Baugrößen im Dauerbetrieb Volumenströme bis 2.500 Normkubikmeter pro Stunde ab und liefert einen Überdruck bis 16 bar. Für den Einsatz im Umfeld von Biogasanlagen sind die Aggregate entsprechend der ATEX-Richtlinie 2014/34/EU sowie der Maschinenrichtlinie zertifiziert. Die VMX-Reihe erfüllt die neuesten Sicherheitsnormen der EN 1012-3 sowie das Regelwerk des DVGW für den Einsatz in Deutschland.

Eingebaut sind die Schraubenverdichter in der Einspeiseanlage im Landkreis Cloppenburg in einem kompakten Betongebäude, das direkt neben der Biogasaufbereitung der Biogasanlagen platziert ist. Konzipiert ist die Einheit als anschlussfertiges System, das sich entsprechend schnell in Betrieb nehmen lässt. 

Bei der Einspeisung des Biomethans in das Erdgasnetz ist zu beachten, in welches Netz eingespeist wird. Das örtliche Verteilnetz arbeitet mit maximal 1 bar, das Hochdrucknetz mit bis zu 70 bar. Solange Aufnahmekapazitäten innerhalb des örtlichen Verteilnetzes gegeben sind, speisen die AERZEN Schraubenverdichter ein. Kommt es zu einem Aufnahmeengpass, springt automatisch die Einspeisung ins Hochdrucknetz ein. Dann übernehmen Kolbenverdichter von Neumann und Esser die Arbeit. Die Schraubenverdichter von AERZEN bleiben in Betrieb und erzeugen den Vordruck für die Hochdruckverdichter. Dieser Aufbau führt dazu, dass die Kolbenverdichter aus energetischen Gründen nur dann zum Einsatz kommen, wenn das Ortsnetz nichts mehr aufnimmt und 70 bar Einspeisedruck notwendig sind.

Mit der Einspeisung von Biomethan in das vorhandene Erdgasnetz verbessern sich die Speichermöglichkeiten von Biogas sowie die Nutzung der erzeugten Energie unabhängig vom Standort der Biogasanlage. Zudem ist eine zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Nutzung möglich. Die Infrastruktur des Erdgasnetzes mit den zugehörigen Kavernen gilt in Deutschland mit einer Gesamtlänge von 530.000 Kilometern als gut ausgebaut. Komplette Systemlösungen bei der Verdichtung und Einspeisung des Gases machen es den Netzbetreibern einfacher, neue Standorte zu erschließen.