Montag, 30. Januar 2023
Plattform zum Wissenstransfer für die landwirtschaftliche Biogasproduktion in Bayern

3. Online-Seminar der dreiteiligen Seminarreihe "Biogasproduktion - Praxisbeispiele aus der Landwirtschaft" am 15. Dezember 2022

BERICHT

Wärme für viele Menschen - mit der Biogasanlage ein Nahwärmenetz aufbauen

Referenten: Biogasanlagenbetreiber Ulrich Bader (Landkreis Landshut) und Robert Wagner von C.A.R.M.E.N. e.V.

Ulrich Bader
Ulrich Bader
Robert Wagner
Robert Wagner
Biogas hat einen gesellschaftlichen Nutzen. Im letzten Online-Seminar der Reihe zum Thema Biogasproduktion – Praxisbeispiele für die Landwirtschaft berichtete Ulrich Bader, Landwirt und 2. Vorsitzender der ALB Bayern e.V., wie er mit der hofeigenen Biogasanlage zunächst seine Eltern und dann rund 110 Haushalte in Thann/Vatersdorf mit Wärme versorgt.

Die ALB veranstaltete die Seminarreihe zusammen mit der Bayerischen Landesanstalt für Landtechnik (LfL) und C.A.R.M.E.N. e.V. (Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.) im Rahmen der Aktivitäten des Biogas Forum Bayern, ein durch das Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten seit 15 Jahren gefördertes Projekt. Die Vision des Biogas Forum Bayern ist es, eine Plattform für den Wissensaustausch darzustellen und das Wissen von der Wissenschaft in die Praxis und umgekehrt zu transferieren, mit dem Ziel, die Biogasproduktion in Bayern zu verbessern. Kooperationspartner der Seminarreihe ist der Fachverband Biogas e.V.

Wärmeerzeugung aus Biogas ist ausbaufähig

Wie Kerstin Ikenmeyer, Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie in ihrem Grußwort sagte, fallen gerade in Zeiten der Erlösobergrenze den Betrieben breitere Investitionen schwer. Bayern habe sich auf allen politischen Ebenen dafür eingesetzt, dass Biomasse und Biogasanlagen weitestgehend von der Erlösabschöpfung ausgenommen werden. Biomasse- und Biogasanlagen tragen zur Strom- und Wärmeerzeugung bei. In Zukunft spielt auch Biomethan eine wichtige Rolle bei der Energiewende. Deshalb sollen die Betriebe möglichst unterstützt und ihnen das Leben erleichtert werden.

2021 wurden in Bayern durch Biomasse rund 10 Terawattstunden (TWh) Strom und 40 TWh Wärme erzeugt. Das sind rund 25 Prozent der Stromerzeugung und mehr als 80 % der Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien. Dies entspricht auch etwa 13 % der gesamten Strom- und 20 % der gesamten Wärmebereitstellung in Bayern. Biogas trägt hier allein mit 7 TWh Strom und 4 TWh Wärme bei. Gerade der Bereich Wärme sei noch ausbaufähig und leitete zum Thema "Aufbau eines Wärmenetzes mit einer Biogasanlage" über.

Nahwärmenetze sind nach Ikenmeyer ein wichtiges Standbein für Biogasanlagenbetreiber. Sie erhöhen die Wertschöpfung auf der Seite der Anwohner durch günstige Preise und klimafreundlich erzeugter Wärme aus der Region sowie auf der Seite des Betreibers durch erhöhte Einnahmen und nicht zuletzt auch auf der Seite der Region durch höhere Steuereinnahmen. Ikenmeyer wies unter anderem auch auf Beratungsleistungen durch die Landesagentur für Energie und Klimaschutz (LENK), durch das Land-Schafft-Energie-Team sowie C.A.R.M.E.N. e.V. hin. Das Ökoenergie-Institut Bayern (ÖIB) stellt einen Leitfaden „Wärmenetze in Kommunen“ und „Wärmelandkarten“ bereit.

Moderator Robert Wagner, Abteilungsleiter Biogas und Mobilität bei C.A.R.M.E.N. e.V., stellte den in Straubing ansässigen Verein vor, der bereits auf ein 30-jähriges Bestehen zurückschaut, rund 100 ideelle Träger in Form von Mitgliedern hat, etwa 1.500 kostenfreie Beratungen und an die 70 Veranstaltungen live oder online im Jahr durchführt.

Die Energiesituation in Deutschland gipfelte nach Wagner 2022 mit dem russischen Angriffskrieg auf die Ukraine. Und es gab Berichte über glückliche Anwohner von Biogasanlagen, die über ein Wärmenetz gut und günstig mit Wärme versorgt werden. Wagner zeigte den Wärmeverbrauch in Deutschland nach Energieträgern auf. Neben immer noch Kohle und Öl sowie dem aktuellen „Sorgenkind“ Erdgas sei der Anteil der Wärme aus erneuerbaren Energieträgern mit 199,4 TWh (2017) sehr rar. 40,7 % der erneuerbaren Energieträger machen biogene Festbrennstoffe für Haushalte und 25,9 % für Industrie und andere Anwendungen aus. Biogas (6,7 %) und Biomethan (2,0 %) kommen zusammen auf unter 10 %. Der Bedarf an Wärme aus erneuerbaren Energien bei Endkunden ist nach Wagner nahezu unendlich groß und daher ist Potenzial für Biogas und Biomethan gegeben. Alle Beteiligten beschäftigt das Thema „wie kommt die Wärme von der Biogasanlage in die Wohnhäuser?“.

Herausforderungen bei der Versorgung von Wohnhäusern mit Biogaswärme
Herausforderungen bei der Versorgung von Wohnhäusern mit Biogaswärme
Die Herausforderungen sind zahlreich, zum Beispiel die zu überbrückenden Distanzen, die Beachtung von Wegerechten und der Abschluss von Wärmelieferverträgen. Für letztere gibt es kostenfrei beim Biogas Forum Bayern ein Dokument mit den zugehörigen Inhalten (siehe www.biogas-forum-bayern.de/bif36).

Über die Hackschnitzeltrocknung zur Wärmebereitstellung

Mit der Biogasanlage betreibt Ulrich Bader (Gut Sochenberg, Lkr. Landshut) seit 2012 ein Wärmenetz.
Mit der Biogasanlage betreibt Ulrich Bader (Gut Sochenberg, Lkr. Landshut) seit 2012 ein Wärmenetz.

Biogasanlagenbetreiber Ulrich Bader schilderte die Entwicklung von der Idee der Wärmeerzeugung mit seiner Biogasanlage bis zum laufenden Wärmenetz Thann/Vatersdorf der Gemeinde Buch a. Erlbach. Die BGAS GmbH & Co. KG fungiert als Investor und Betreiber des Wärmenetzes und der Biogasanlage. Ulrich und Tanja Bader sind die Inhaber. Ausschlag für den Bau der Biogasanlage war für Ulrich Bader nach der Hofübernahme 2003 von den Eltern ein Preis von 8 bis 9 Euro pro Doppelzentner (DZ) Weizen. „Das war mehr als frustrierend“, sagt Bader und hörte den Rat eines Bekannten, mit Biogas seien gute Erlöse zu erzielen.

2006 wurde auf dem Gelände des landwirtschaftlichen Hofes (Bullenmast) die Biogasanlage mit 549 kW elektrisch gebaut. Allerdings hatte man damals nur die Einnahmen durch Stromerzeugung gesehen.

Anfangs wurde die Wärme für die Trocknung von Hackschnitzeln, Getreide und Körnermais verwendet.
Anfangs wurde die Wärme für die Trocknung von Hackschnitzeln, Getreide und Körnermais verwendet.

Nach der Idee 2007 in Sachen Wärme etwas zu tun, wurde 2008 die erste Info-Veranstaltung zum geplanten Wärmenetz durchgeführt. Der erste Gedanke war, es im Rahmen einer Genossenschaft aufzuziehen. Für die Anwohner war dieses Konzept wenig greifbar und einer Studie gemäß wirtschaftlich fraglich. Für Bader war es wichtig, eine Wärmeverwertung zu haben und baute 2008 eine Hackschnitzeltrocknung und stieg in das Geschäft der Trocknung von Hackschnitzeln, Getreide und Körnermais ein. Dennoch gab es im Mai/Juni 2008 einige sehr hartnäckige Interessenten für die Wärmezufuhr, auch weil der Preis bei 0,95 Euro/l Öl lag. Später brach dieser Preis komplett ein auf 0,50 Euro/l Öl, was das Interesse der Anwohner wieder minderte.

2008 „verschaffte“ dem Landwirt im Nachhinein dennoch „die Luft“, um zu entscheiden, das Wärmenetz ohne Genossenschaftsmodell selbst zu bauen. Der Ölpreis stieg 2010/11 wieder und die Anwohner waren erneut engagiert dabei. Durch Zufall erhielt Bader bei einer Anlagenbesichtigung im Dezember 2010 den Hinweis, die Finanzierung eines Wärmenetzprojekts wäre überhaupt kein Problem, es gebe Fördermittel, Investoren etc. Die Idee flammte wieder auf, im Februar 2011 ging ein Info-Brief an die potentiellen Anschlussnehmer raus und im März 2011 wurde zusammen mit einem erfahrenen Planer und einem Rechtsanwalt eine Info-Veranstaltung angegangen. „An dem Punkt machte das Wärmenetz bei den Anwohnern mächtig Eindruck“, erinnert sich Bader. Nach dem nächsten Info-Treffen im April 2011 gab Bader Vorverträge heraus, um sicher sein zu können, dass das Vorhaben umsetzbar ist. Für den Start waren etwa 50 Vorverträge notwendig. Anwohner konnten sich eine fünfjährige Preisgarantie sichern, wenn sie bis Ende April den Vorvertrag unterschrieben hatten. Spannend wurde es noch einmal, als am Stichtag nur 49 unterschriebene Vorverträge vorlagen und entscheidende Hauseigentümer an der Trasse fehlten. Die Bank gab ihr Okay. Da 2011 die Förderung von 80 Euro/Meter Trasse der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) auslaufen sollte, wurde mit einem Förderspezialisten der erste KfW-Antrag für ein Wärmenetz für 90 Häuser gestellt, um sich die bisherigen Förderbedingungen zu sichern. Die Förderzusage der KfW für 1,25 Mio. Euro folgte und vier Wochen danach wurden Bereitstellungszinsen fällig. „Wir haben praktisch schon Zinsen für ein Projekt gezahlt, von dem wir noch nicht entschieden hatten, dass wir es wirklich umsetzen werden“, resümiert Ulrich Bader. Kollegen gab er den Rat: „Immer die Förderungen im Blick haben und beachten, ab wann man Geld zahlen muss“.

Verwendung von Kunststoffrohren (bis 6 bar Niederdruck, für maximale Vorlauftemperatur von 95 °C).
Verwendung von Kunststoffrohren (bis 6 bar Niederdruck, für maximale Vorlauftemperatur von 95 °C).

Bader verfolgte den Weg, die Leitungen nicht in der Straße, sondern querfeldein zu verlegen, um Kosten zu sparen und das Projekt realisieren zu können. Damit rannte er bei den Wärmenutzern offene Türen ein und die Entscheidung war gefallen. Er fand eine Baufirma für den Leitungsbau und von Oktober bis November 2011 wurde der erste Abschnitt gebaut. Die Präsenz des Baggers bewirkte weitere Haushalte zur Teilnahme, so dass auch entgegen des ursprünglichen Plans der östliche Teil von Thann ebenso miteinbezogen werden konnte. Verwendet wurden Kunststoffrohre. Die Frage Kunststoff- (PEX) oder Kunststoffmantelrohre (Stahlrohre) bezeichnete Bader als eine ideologische. Beide haben ihre Vor- und Nachteile. Kunststoff sei günstiger und schneller zu verlegen, wenn man große Strecken überwinden müsse. Der erste Kunde liegt rund 500 m von der Biogasanlage entfernt. Vom ersten zum zweiten Haus sind es auch noch einmal 150 m.

Faszinierend: Wärme für den ganzen Ort aus der Biogasanlage

Am 18. Januar 2012 wurde das Wärmenetz in Betrieb genommen. Am nächsten Tag bereits versorgte Bader das erste Haus mit Wärme. Für ihn ein beglückender Moment, genauso die ersten verkauften Kilowattstunden, die ganz leicht auf dem Zähler erkennbar waren! Es folgten an Ostern 2012 die nächsten drei Bauabschnitte. Insgesamt war die Baufirma sieben Monate vor Ort. Ein Hauptaugenmerk lag darauf, möglichst wenig Asphalt aufzureißen, in Vatersdorf keine 200 m, was die Kosten extrem niedrig hielt. Dass die Baufirma sich darum kümmerte, die Gärten nach dem Verlegen der Leitungen bald wieder gut ausschauen zu lassen, war eine positive Werbung für das Projekt.

Holzhackschnitzelkessel als weitere Wärmequelle im Wärmenetz
Holzhackschnitzelkessel als weitere Wärmequelle im Wärmenetz
Neben der Biogasanlage (liegende Fermenter) sind weitere Wärmequellen im Wärmenetz eingebunden: die Holzhackschnitzelheizung mit 220 kW und der Zweistoffbrenner (Heizöl oder Biogas) mit 900 kW, die zur Unterstützung notwendig waren, damit der östliche Teil von Thann hinzugenommen werden konnte. Im Heizraum bei der Biogasanlage ist die Pumpe installiert, durch die die erzeugte Wärme ins Netz gelangt. Der Heizungsbauer rechnete mit einer Spreizung von 20 Kelvin, woraus sich eine Temperaturführung von 80/60 °C ergab. Damit wäre der Ost-Teil Thanns nicht zusätzlich mit Wärme zu versorgen gewesen. Deshalb wurde eine Hackschnitzelheizung im Netz gebaut, auf der gegenüberliegenden Seite. Dies bot sich hydraulisch an. Die Hackschnitzelheizung fungiert als zweiter Einspeisepunkt. Das Heizhaus wurde im November 2012 fertiggestellt und im Januar 2013 ging die Hackschnitzelheizung in Betrieb. Tatsächlich hat das Netz jetzt eine Spreizung von 40 Kelvin.

Optimierungen in den ersten fünf Jahren

Im Rückblick auf die ersten Jahre muss Bader feststellen, dass es Wärmeverluste von circa 20 % über das Jahr im Netz gibt. Ein besser isoliertes Rohr – das war erst nachträglich bekannt – hätte dies abgemindert. Es hätte auch die Möglichkeit gegeben, auf den ersten 500 m ein drittes Rohr zu verlegen, um im Sommer eine Leitung zu schließen und über einen geringeren Querschnitt das Netz zu versorgen. Letztendlich gibt es jedoch nachträglich keine Transparenz über die Wirtschaftlichkeit dieser Alternative.

In den ersten fünf Jahren wurde das Netz ständig optimiert, auch bei den Kunden. Durch die komplette Visualisierung des Systems ist jeder Wärmeabnehmer im Netz an der Warte aufgeschaltet und man kann jederzeit Fehler überprüfen und sehen, ob etwas nicht richtig läuft, ob zum Beispiel Schwerkraftbremsen kaputt sind.

Visualisierung der einzelnen Wärmeabnehmer über Datenkabel.
Visualisierung der einzelnen Wärmeabnehmer über Datenkabel.
2015 kam ein Neubaugebiet hinzu, das erste Haus wurde ab 2016 versorgt. Einige Familien hätten sich den Hausbau nicht leisten können, hätte nicht die Option des Anschlusses an das Wärmenetz bestanden. Allein der Verzicht auf einen Keller spart beim Hausbau 50.000 bis 70.000 Euro ein. Hinsichtlich der Erfüllung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) weist Bader darauf hin, dass er Wärme zum Primärenergiefaktor 0,0 liefert, wodurch Bauherren sehr einfach Fördermöglichkeiten zur Verfügung stehen.

Fehler werden ebenso ständig behoben. Zum Beispiel bei der Inbetriebnahme gibt es Herausforderungen. Auch das Datennetz fordert Ulrich Bader immer wieder, wenn etwa Überspannungsableiter ausfallen oder Relais kaputt gehen. „Man muss hinterher sein und das Datennetz am Laufen halten“, rät der Betreiber. Nach elf Jahren Wärmenetzbetrieb sagt er: „Man sieht es nicht, man riecht es nicht, aber es funktioniert.“ Sprichwörtlich sei viel Geld „vergraben“ worden. Eigentlich fällt nur im Winter auf, dass es keine „rauchenden Kamine“ gibt. Die Rückmeldungen der Nutzer sind immer positiv. Für Bader steht der Kundenservice an vorderster Stelle. Er kennt seine Abnehmer persönlich und ist für sie da. Nach elf Jahren geht schon einmal eine Platine kaputt. Die Ersatzteile sind bei Ulrich Bader vorhanden und werden schnell ausgetauscht, ein weiterer Vorteil für die Abnehmer. Auch die Wärmemengenzähler müssen alle fünf Jahre ausgetauscht werden.

Der Gesetzgeber hat auch noch die eine oder andere „Überraschung“ für Wärmenetzbetreiber parat. Hier nannte Bader die Mehrwertsteuerabsenkung von 19 auf 16 %, wieder zurück und runter auf 7 % und zwar während des Jahres. Angenehmer wäre es zum Jahreswechsel, um den Aufwand bei den Abrechnungen zu verringern. Auch das Entlastungspaket der Bundesregierung traf ihn mit einem hohen bürokratischen Aufwand für die rechtmäßige Erstattung des Dezember-Abschlags an die Anwohner.

Die Vorteile für die Kunden durch ein Wärmenetz liegen auf der Hand: Es gibt mehr Ruhe und Platz im Haus, es fallen keine Kosten für die Brennstoffbevorratung an. Es braucht keinen Kaminkehrer und keine Heizungswartung, keine Neuinvestitionen in Brenner, Wärmepumpe und dergleichen mehr.

Die AVB Fernwärmeverordnung von 1982 gibt den Rahmen für die Versorgungssicherheit auf Betreiber- und Kundenseite vor. Darin sei alles gesetzlich geregelt und Diskussionen vorgebeugt, betont Vollversorger Ulrich Bader. Einem Betreiber steht frei, zum Beispiel einen Ölkessel dazuzustellen, um jederzeit Wärmeabgabe garantieren zu können. So könne man auch ganz andere Preise nehmen. Der aktuelle Netto-Preis (2022) in Thann/Vatersdorf liegt bei 0,067 Euro/kWh Wärme. Der Grundpreis kommt auf 13 Euro/kW und Jahr. Zwar ist das Wärmenetz unabhängiger von fossilen Brennstoffen. „Wenn jedoch die Preise für andere Energieträger steigen, wird auch der Preis für diese Wärme steigen“, bemerkt Bader. Denn er ist gekoppelt sowohl an den Landwirtschafts- und den Holzpreisindex.

Übernahme eines kommunalen Wärmenetzes

Zwischenzeitlich stand die Stadt Moosburg mit einem kommunalen Wärmenetz bei Ulrich Bader Schlange. Dort hatte es am Kümmern durch den Betreiber und schließlich am Kundenservice gefehlt. Kurzerhand übernahm er zum 1. Juli 2016 dieses Wärmenetz mit circa 2.200 m Stahlrohrleitungen, 24 Kunden, 1.900 MWh Wärmeabsatz und vier- bis fünffacher Kapazität. Die ursprünglichen Wärmequellen waren die Abwärme der Kläranlage (BHKW) und eine Hackschnitzelheizung mit 550 kW. Zu den ersten Maßnahmen der Aktualisierung zählten eine Netzregelung und der Bau einer Photovoltaikanlage (PV). Nach schwierigen Verhältnissen, verursacht durch die Modalitäten für die Förderung von „Wärmenetzen 4.0“ der BAFA, und anschließendem Umswitchen auf den guten alten KfW-Antrag wurde die Wärmeerzeugung 2018/19 komplett umgebaut. Es wurden zwei Fröling Kessel (je 400 kW) installiert und 2021 um einen dritten Kessel erweitert. Nach der Netzerweiterung 2022 werden nun neben öffentlichen Gebäuden ca. 50 weitere Hausanschlüsse mit Wärme versorgt. Im Sommer trocknet Ulrich Baden Holzhackschnitzel mit der Wärme der Biogasanlage am Hof, lagert vor Ort und fährt sie nach Moosburg, um sie dort zu Wärme „umzuwandeln“. In Moosburg nimmt Bader 0,061 Euro/kWh (netto) Wärme an. Der Grundpreis liegt bei netto 32 Euro/kW und Jahr.

Das Faszinierende an seinem Projekt war für Bader die Feststellung am 25. Februar 2012, dass sein Ziel, die Eltern im Ort mit Wärme zu versorgen, erreicht war, und mit ihnen 110 weitere Haushalte (80 % des Ortes). „Ich lege heute irgendwo in der Ortschaft die Hand auf einen Heizkörper, registriere die Wärme und mir wird bewusst, dass diese Wärme wirklich von unserer Biogasanlage kommt“, beschreibt Ulrich Bader die für ihn tolle Situation. Die Wertschöpfung von Wärmenetzen bleibt zudem in der Region. Die Energiewende wird vor Ort gelebt.

ZUM FACHVORTAG

Betrieb eines Nahwärmenetzes mit einer Biogasanlage (Referenten: Robert Wagner und Ulrich Bader)

Berichterstattung:
K. Elbs und E. Hormes


VERANSTALTER

  • Arbeitsgemeinschaft Landtechnik und Landwirtschaftliches Bauwesen in Bayern e.V. (ALB)
  • Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL)
  • C.A.R.M.E.N. e.V.

Der Fachverband Biogas e.V.
ist Kooperationspartner der Seminarreihe

Finanzielle Förderung

Die Online-Seminare erfolgen mit finanzieller Unterstützung durch das Bayerische Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten (StMELF).