Die Rolle des Stromes aus Biogas in zukünftigen Energieversorgungsstrukturen
Mit der Zunahme an Wind- und Solarenergie an der Stromversorgung wird der Bedarf an Regelenergie wachsen. Gleichzeitig nimmt der Bestand an Biogasanlagen zu. Biogasanlagen sind technisch in der Lage Regelenergie und weitere Systemdienstleistungen (SDL) in Stromnetzen zu erbringen. Für das Jahr 2020 wird prognostiziert, dass die elektrische installierte Anlagenleistung der Biogasanlagen in Deutschland rund 3,53 GWel (8.000 bzw. 8.400 Volllaststunden) beträgt. Diese Leistung steht als Minimum für die Erbringung von Regelenergie zur Verfügung. Bei einer Anpassung der Biogasanlagen als Regelenergiekraftwerke stände ein Vielfaches dieser Leistung zur Verfügung. Durch Langzeitmessung der Stromeinspeisung aus Biogasanlagen konnten zeitlich hoch aufgeliste Einspeisezeitreihen gewonnen werden. Diese zeigen, dass Biogasanlagen schwankungsarm im Bereich der Nennleistung Strom einspeisen. Des weiteren konnte die Regelgeschwindigkeit der Biogas-BHKW von Stillstand auf Nennleistung (< 90 sek.) in der Praxis belegt werden.
Der Wert des Stroms aus Biogasanlagen wurde für die Jahre 2007 und 2020 untersucht und nach vermiedenen Stromgestehungskosten substituierter Kraftwerke und vermiedenen THG Emissionen aufgegliedert. Durch Biogasanlagen (gemäß EEG betrieben) werden im Jahr 2007 Steinkohle- und GuD-KW substituiert, eine Regelung der Anlagen führt zu einer Substitution von GuD- und Gasturbinen-KW. Im EEG-Betrieb werden mehr THG-Emissionen vermieden, als im geregelten Betrieb. Die Flexibilisierung der Stromeinspeisung aus Biogas führt zu einer Wertsteigerung von max. 56% gegenüber dem EEG-Betrieb, allerdings werden keine Erlöse größer den EEG-Verütungssätzen erzielt. Vergleichbar stellt sich das Bild im Jahr 2020 dar. In Grundlast (EEG) betriebene Biogasanlagen substituieren Steinkohle- und GuD-KW, eine Flexibilisierung der Stromeinspeisung aus Biogasanlagen führt zu einer verstärkten Substitution von GuD- und Gasturbinen-KW. Die Vermeidung von THG-Emissionen durch Biogasstrom stellt sich wie im Jahr 2007 dar, allerdings werden durch verbesserte Anlagentechnik mehr Emissionen vermieden. Die Flexibilisierung der Stromeinspeisung führt zu einer Wertsteigerung von + 30 %. Die Zusatzkosten für die Flexibilisierung können durch die zusätzlichen Erlöse nicht kompensiert werden. Biogasanlagen sind in der Lage, verschiedene Systemdienstleistungen (z.B. Frequenzregelung, Blindleistungsbereitstellung, Aufbau und Führung von Inselnetzen) in Stromnetzen bereitstellen. Die möglichen Erlöse der meisten Systemdienstleistungen sind allerdings so gering, dass sich hieraus vorerst kein Geschäftsfeld für Biogasanlagen ergibt. Einzig die Erbringung von Sekundärregelleistung, hierbei insbesondere negative Sekundärregelleistung, bietet die Chance auf relevante Erlöse. Bei der Anlagentechnik besteht die Chance den vorhandenen Stand der Technik durch geringfügige organisatorische und technische Maßnahmen so zu ergänzen, dass ein Regelleistungspotential von 20 % der Nennleistung für 15 h zur Verfügung steht. Damit wäre ein erster Schritt in Richtung Regelenergie aus Biogas möglich, der durch den vorhandenen Anlagenpark erbracht werden könnte.
Den Endbericht des vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) geförderten Projektes findet man hier zum Download: Bericht