Einspeisung ins Gasnetz – Biogas neu gedacht

Die Vergärungsanlage in Chavornay verarbeitet jährlich rund 25 000 Tonnen organisches Material. Bisher wurde das entstehende Biogas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) verstromt. Die dabei anfallende Abwärme wurde sowohl für den Eigenbedarf – insbesondere zur Beheizung der Fermenter – als auch für ein Nahwärmenetz genutzt.

Mit dem geplanten Umbau erfolgt nun ein grundlegender Paradigmenwechsel: Das Biogas soll künftig nicht mehr vor Ort verstromt, sondern auf Erdgasqualität aufbereitet und als Biomethan direkt ins öffentliche Gasnetz eingespeist werden. Diese Nutzung ermöglicht eine deutlich flexiblere und oft auch effizientere Verwendung der erneuerbaren Energie – insbesondere im Kontext der Sektorkopplung, etwa für Wärme, Industrieprozesse oder als Treibstoff.

Datenbasierte Analyse als Grundlage

Im Rahmen ihrer Diplomarbeit analysierten die Studierenden Pascal Tschopp, Antonio Sette und Sven Jappert des Bildungsgangs Dipl. Energie- und Umwelttechniker HF der ABB-Technikerschule die bestehende Anlage umfassend. Der Auftrag erfolgte aus der Praxis – mit dem Ziel, eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die zukünftige Ausrichtung der Anlage zu schaffen. Die Studierenden werteten mehrjährige Betriebsdaten aus, führten Gasanalysen durch und untersuchten verschiedene Verfahren zur Biogasaufbereitung, darunter Druckwasserwäsche und Membrantrennverfahren. Ergänzend entwickelten sie ein eigenes Auswertungstool, das Messdaten konsolidiert, visualisiert und Schwankungen im Gasbetrieb transparent macht.

Auf dieser Basis konnten sie präzise Aussagen zum Methangehalt, zum Energiepotenzial sowie zur zeitlichen Variabilität der Gasproduktion treffen – zentrale Faktoren für die Auslegung der Aufbereitungstechnologie und die Netzeinspeisung.

Technische Planung und Systemintegration

Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Überarbeitung der technischen Grundlagen. Das bestehende Rohrleitungs- und Instrumentierungsschema (R&I) wurde vollständig aktualisiert und an den heutigen Anlagenzustand angepasst. Zusätzlich entwickelten die Studierenden ein separates Schema für die Fermenterheizung.

Darauf aufbauend erfolgte die Planung der neuen Prozessintegration:

• Bewertung geeigneter Standorte für die Aufbereitungsanlage
• Auslegung der Gasaufbereitung inklusive Vorbehandlung (z. B. Entschwefelung, Trocknung)
• Planung der Rohrleitungsführung und Berechnung von Druckverlusten
• Definition der Schnittstellen zur Gasnetzeinspeisung

Diese Arbeiten bilden die Grundlage für eine technisch saubere und betriebssichere Umsetzung des Anlagenumbaus.

Neue Wärmeversorgung ohne BHKW

Mit der Stilllegung des Blockheizkraftwerks entfällt eine zentrale Wärmequelle der Anlage. Gleichzeitig läuft der bestehende Fernwärmevertrag aus.

Die Studierenden entwickelten daher ein neues Wärmekonzept, das den Fokus klar auf die Prozessanforderungen legt. Die Berechnungen ergaben einen kontinuierlichen Wärmebedarf von rund 250 kW für den stabilen Betrieb der Fermenter. Entsprechend wurde eine gasbetriebene Heizung in dieser Leistungsklasse ausgelegt.

Die bestehende Ölheizung bleibt als Redundanzsystem erhalten und wird künftig ausschliesslich für Notfallsituationen eingesetzt. Dieses Konzept erhöht die Versorgungssicherheit und reduziert gleichzeitig die fossilen Anteile im Betrieb.

Wirtschaftlichkeit als entscheidender Treiber

Neben der technischen Machbarkeit wurde auch die Wirtschaftlichkeit detailliert untersucht. Das Ergebnis ist eindeutig: Die Einspeisung von aufbereitetem Biogas ins Gasnetz erzielt signifikant höhere Erlöse als die bisherige Stromproduktion im BHKW.

Treiber dafür sind insbesondere:

• höhere Marktpreise für Biomethan
• bessere energetische Nutzung entlang der Wertschöpfungskette
• Wegfall von Umwandlungsverlusten bei der Stromproduktion

Die Investition in die Aufbereitungsanlage amortisiert sich gemäss Berechnungen bereits nach rund drei Jahren – ein im Energiebereich bemerkenswert kurzer Zeitraum.

Fazit

Die Diplomarbeit der Studierenden der ABB-Technikerschule zeigt exemplarisch, wie sich bestehende Biogasanlagen an veränderte energiepolitische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen anpassen lassen. Die Umstellung von der lokalen Stromproduktion hin zur Einspeisung von Biomethan ins Gasnetz ist nicht nur technisch realisierbar, sondern auch ökonomisch attraktiv.

Damit wird Biogas zunehmend zu einem flexiblen Energieträger im Gesamtsystem – mit hoher Relevanz für die Dekarbonisierung von Wärme, Mobilität und Industrie. Projekte wie jenes in Chavornay verdeutlichen, dass praxisnahe Ingenieursarbeit bereits heute konkrete Lösungen für die Energieversorgung von morgen liefert.

abbts.ch