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DAS FACHMAGAZIN FÜR BIOENERGIE UND -ÖKONOMIE Samstag, 23.06.2018

marsb_gesamt_grBiogasanlage schützt Grundwasser

Nicht wirtschaftliche Überlegungen standen beim Bau dieser Biogasanlage im Vordergrund: Vielmehr wollten die Stadtwerke Marsberg (NRW) als Betreiber der Anlage zum Grundwasserschutz in ihrem Trinkwasserschutzgebiet beitragen. Nach fast drei Jahren Betrieb fällt das Fazit positiv aus.

Der große kugelförmige Behälter setzt sich mit seinem strahlenden Weiß deutlich von der Umgebung ab – es ist aber kein unbekanntes Flugobjekt zwischen den Bäumen an einer Kreisstraße im Hochsauerlandkreis gelandet: In der Kugel mit gut tausend Kubikmeter Volumen sammelt sich das Biogas der Anlage in Marsberg-Leitmar.

Die je zwei Fermenter und Nachgärer sind dort nicht mit den typischen spitzen oder kuppelförmigen Tragluftdächern abgedeckt, sondern mit flachen Betondecken verschlossen. Über Leitungen wird das Gas zunächst in den Speicherbehälter und von dort zu den drei Blockheizkraftwerken (Bhkw) geleitet, die es auf eine elektrische Gesamtleistung von 795 Kilowatt bringen. Für den Bau des separaten Gasspeichers gab es mehrere Gründe: Zum einen ist die Betriebssicherheit höher, wenn zum Beispiel an den Fermentern gearbeitet wird. Weiterhin kann eine gleichbleibende Gasqualität  gewährleistet werden, da die Mengen aus Fermentern und Nachgärern hier zunächst gemischt werden. Auf seinem Weg in insgesamt vier Leitungen zum Gasspeicher kühlt das Gas zudem ab, so daß auch ohne weiteren Aufwand schon viel Kondensat abgeschieden wird.
Gewissermaßen als Nebeneffekt bieten die Betondecken auf den Fermentern und Nachgärern auch Vorteile gegenüber Tragluftdächern: Es kann leichter überprüft werden, ob die Behälter dicht sind,  und durch entsprechende Öffnungen konnten die Paddelrührwerke senkrecht eingebaut werden. Nach einer Bauzeit von nur einem halben Jahr wurde schon im November 2006 Strom erzeugt, zunächst aus Biodiesel. Die Biogasanlage ging im Mai 2007 in Betrieb.

Gülle in der Anlage hygienisieren

Die Biogasanlage liegt rund zehn Kilometer von der Stadt Marsberg entfernt, auch außer Sichtweite des nächsten kleinen Dorfes. Betreiber der Anlage sind die Stadtwerke Marsberg, deren Hauptmotiv für den Bau der Wasserschutz im Trinkwassergewinnungsgebiet war. Das Wasserschutzgebiet Marsberg-Vasbeck umfaßt rund 4.000 Hektar auf hessischem und nordrhein-westfälischem Gebiet und wurde in dieser Ausdehnung im Februar 2005 ausgewiesen. Seit Anfang 2009 darf nur noch hygienisierte Gülle in der Zone II des Wasserschutzgebietes ausgebracht werden. „Überlegungen für einen wirtschaftlichen Betrieb mit Erlösen aus Strom- und Wärmeverkauf standen nicht im Vordergrund“, erläutert Franz Josef Jesper, Betriebsleiter der Stadtwerke für den Bereich Wasserversorgung und Abwasserentsorgung. Die Rechnung sah hier ein bißchen anders aus: Die Stadtwerke profitieren gewissermaßen indirekt, weil sie ohne die Biogasanlage und die getroffenen Vereinbarungen den Landwirten hohe Entschädigungen für deren Mehraufwand zahlen müßten. Diese Kosten wären über höhere Wassergebühren finanziert worden, so daß die Kunden der Stadtwerke Marsberg sich über eine gesicherte Wasserqualität ohne Preiserhöhung freuen können. Über einen Zeitraum von 20 Jahren gesehen bringt der Betrieb der Biogasanlage einen Kostenvorteil von durchschnittlich 350.000 bis 400.000 Euro pro Jahr.

Wärme nur zum Teil genutzt

marsb_hygienisierung_2_grDer Betrieb einer Biogasanlage erwies sich als günstigste Methode für die Hygienisierung der Gülle, da hier die benötigte Wärme als „Abfallprodukt“ bei der Verstromung anfällt. In Marsberg sind es insgesamt 5,5 Millionen Kilowattstunden (kWh). Als Prozeßwärme werden davon 1,5 Millionen kWh benötigt und für die Hygienisierung 1,3 Millionen kWh. Zur Hygienisierung werden zwei Behälter mit je 25 Kubikmeter Volumen im Wechsel mit Gärsubstrat aus dem Nachgärer befüllt und der Inhalt für eine Stunde auf 70 Grad erhitzt. Danach enthält der Gärrest keine unerwünschten Mikroorganismen mehr und die Landwirte im Wasserschutzgebiet können ihn bedenkenlos als Dünger nutzen.
Noch müssen rund 2,7 Millionen Kilowattstunden Wärme „weggekühlt“ werden, aber eine Machbarkeitsstudie für eine weitere Wärmenutzung wird derzeit erstellt: „Wir können uns eine Holztrocknung oder auch eine Fischzucht vorstellen, hier auf dem Gelände ist genug Platz“, meint Franz Josef Jesper.
Geplant hat die Anlage die Firma L.e.e. aus Luxemburg: „Wir haben uns dort eine ähnliche Anlage angesehen und waren von dem Konzept überzeugt“, so Jesper. Einige Baumaßnahmen seien explizit wegen der Lage im Wasserschutzgebiet vereinbart worden: Zum Beispiel wird das Sickerwasser der drei Silos in extra angelegte Abflüsse geleitet. Insgesamt investierten die Stadtwerke fünf Millionen Euro, eine Förderung gab es dafür nicht.
Rund 80 Betriebe liefern Rohstoffe für den Betrieb der Biogasanlage und davon etwa 30 Gülle und Mist. Durchschnittlich sind die Betriebe vier bis fünf Kilometer von der Anlage entfernt. Die Gülleanlieferung übernimmt ein Lohnunternehmer, für das Ausbringen des hygienisierten Gärrestes haben 15 Landwirte eine Interessengruppe gegründet: Mit drei Zubringfässern und einem Ausbringfaß organisieren sie den überbetrieblichen Maschineneinsatz. Diese Ausbring-Gemeinschaft wird von den Stadtwerken und den Landwirten gemeinsam bezahlt. Letztere akzeptieren diese Organisationsform gut, „weil die Arbeit in den eigenen Reihen bleibt“, ist Michael Kemper überzeugt. Kemper steht als landwirtschaftlicher Berater den Betrieben im Wasserschutzgebiet Rede und Antwort und wird deshalb auch von den Stadtwerken Marsberg bezahlt, obwohl er eigentlich bei der Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen angestellt ist. „Die Kooperationsvereinbarungen mit den Landwirten sind freiwillig, aber mittlerweile machen 98 Prozent mit“, freut sich Kemper über guten Zuspruch.

Nitrat-Eintrag verringern

marsb_mobil_rw_grNeben der Hygienisierung der Gülle soll mit Hilfe der Biogasanlage der Nitrateintrag in das Grund- und Oberflächenwasser verringert werden. Regelmäßige Untersuchungen haben gezeigt, daß diese Rechnung aufgegangen ist: Vor dem Betrieb der Biogasanlage lagen die Nitratwerte meist geringfügig über dem Grenzwert von 50 Milligramm pro Liter. Nach fast drei Jahren mit der Biogasanlage liegt der Wert jetzt stabil unter dem Grenzwert, und langfristig strebe man eine Marke unter 40 Milligramm pro Liter an, so Jesper. Es brauche natürlich seine Zeit, bis die Auswirkung aller Maßnahmen im Grundwasser ankomme. Wobei das Grundwasser, um das es bei den Stadtwerken Marsberg geht, relativ jung ist: zwischen drei Monaten und drei Jahren.
Die Vorstellung einiger Verantwortlicher, daß es ausreiche, die Landwirte nur zu beraten, um den Nitrateintrag zu senken, sei einfach zu optimistisch gewesen, kritisiert Jesper. Erfolg stellte sich erst ein, als man mit konkreten Vorschlägen auf die Landwirte zugegangen sei und ihnen auch Geld für die Umsetzung von Maßnahmen zum Grundwasserschutz bieten konnte.
Um eine optimale Nährstoffverteilung im Wasserschutzgebiet zu gewährleisten, erstellt Michael Kemper in den Beratungsgesprächen mit den einzelnen Betrieben einen Gärsubstrat-Verteilplan, mit dem festgelegt wird, wieviel Gärrest auf einer Fläche ausgebracht werden darf. Basis für diesen Verteilplan sind die Nährstoffkonten der einzelnen Betriebe, in die unter anderem einfließt, wieviel Substrate für die Biogasanlage ein Landwirt liefert und wieviel Gärrest er als Dünger zurücknimmt. Alle Mengen werden über die Fahrzeugwaage der Anlage genau erfaßt. „Die Nährstoffbewertung eines Betriebes ist so für die Landwirte nachvollziehbar und sie fühlen sich fair behandelt“, beschreibt Kemper die Vorteile.

Beim Pflanzenbau rät er, Monokulturen zu vermeiden: Für einen verringerten Stickstoffeintrag ins Grundwasser sei es gut, daß statt Raps jetzt vermehrt eine Kombination aus Mais und Zwischenfrüchten angebaut werde. Kempers Arbeit besteht aber nicht nur aus Beratungsgesprächen, er nimmt auch Proben bei den Häckselketten und wertet gesammelte Daten aus, um den Landwirten eine Rückmeldung zu ihrer Nährstoffbilanz und der Grundwasserqualität geben zu können. Bei den Lieferverträgen sind die Stadtwerke als Betreiber der Anlage Vertragspartner der Landwirte. Die Preise für nachwachsende Rohstoffe habe man an den Weizenpreis gekoppelt, der an drei Terminen im Jahr abgefragt werde, erklärt Franz Josef Jesper, so daß stets marktgerechte Preise garantiert seien.

Ausreichend Platz für Gärrest

Ein Pluspunkt für die Biogasanlage ist auch die dort vorhandene Lagerkapazität für den Gärrest: Vier Behälter mit jeweils 3.400 Kubikmetern Volumen stehen zur Verfügung, bei den beteiligten Landwirten kommen noch einmal 6.000 Kubikmeter dazu. Ein fünftes Endlager mit 5.200 Kubikmetern soll demnächst bei der Anlage gebaut werden. Schon jetzt reicht die Lagerkapazität für mindestens acht Monate:  Das ist wichtig, da seit 2006 in dem Wasserschutzgebiet nur noch vom 15. Februar bis Ende Juni Gülle, Festmist oder Gärrest ausgebracht werden darf. Ausnahmen gibt es für Winterraps und Grünland, das auch bis zum 15. September noch gedüngt werden darf. Zudem haben die Stadtwerke 40 Hektar Grünland gepachtet und so diese Stillegungsflächen vor dem Umbruch bewahrt, der eine erhebliche Freisetzung von Stickstoff bedeutet hätte. Gras macht rund 15 Prozent der nachwachsenden Rohstoffe in der Anlage aus, Getreide-GPS 30 Prozent und der Rest ist Maissilage. Den überwiegenden Anteil der Substrate, rund 60 Prozent, stellen in Marsberg aber Gülle mit rund 18.000 und Festmist mit 6.000 Tonnen pro Jahr.

Franz Josef Jesper ist die Freude darüber, daß alle Beteiligten von der Biogasanlage profitieren, deutlich anzumerken: „Obwohl ich mich noch gut an die stressige Zeit von Planung und Bau erinnere, hat sich das definitiv gelohnt. Soweit ich weiß, ist es in Deutschland einmalig, daß eine Biogasanlage aus dem Motiv des Grundwasserschutzes gebaut wurde.“

Johanna Waid

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 5 / 2009 energie pflanzen erschienen.





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