Gasspeicher und ihre Füllstände spielten in der Energiekrise 2022 eine Hauptrolle in der täglichen Berichterstattung. Doch auch abseits der Energiekrise ist es mehr als sinnvoll, sich mit Gasspeichern und den verschiedenen Speicherarten von Gas zu beschäftigen. Denn im Zusammenhang mit der Energiewende und der Suche nach alternativen Energiekonzepten wird Biogas zunehmend wichtiger. Und auch das möchte gespeichert werden.
Welche Gasspeicher es für Biogas gibt, wie diese funktionieren und warum die 12. BImSchV für die Speicherung von Gas wichtig ist, erfahren Sie in diesem Beitrag.
Was ist ein Gasspeicher?
Wie es der Name schon vermuten lässt, dient ein Gasspeicher der Zwischenspeicherung von Gas, das zu einem späteren Zeitpunkt für die Energiegewinnung zum Einsatz kommen soll. Gerade für eine optimale Nutzung von Biogas sind Speichermöglichkeiten essenziell, machen sie es doch überhaupt erst möglich, dass Biogas als Energiequelle flexibel, unabhängig und dezentral genutzt werden kann. Und da sich Biogas das ganze Jahr über herstellen lässt, steht es meist in großen Mengen zur Verfügung.
Die Aufgabe eines Gasspeichers
Bisher diente der Gasspeicher als Puffer bei schwankender Gärbiologie, BHKW-Ausfällen und Wartungsarbeiten an der Anlage. In Zeiten von flexibler strommarktorientierter Einspeisung wird der Gasspeicher unverzichtbar. Bei flexibler Fahrweise sorgt der Gasspeicher dafür, dass das Biogas dann verstromt wird, wenn der Strommarkt die Leistung benötigt.
Die Speichergröße hängt dabei oft von der Betriebsstrategie ab. Eine Flexibilisierung mit einem kleineren Speicher kann „nur“ die Potenziale im Tagesrhythmus nutzen. Speicher von 60 Stunden Reichweite ermöglichen eine vollständige Ruhe am Wochenende und sind damit perspektivisch auch auf den Betrieb bei Dunkelflauten ausgelegt.
In der Regel sollte die Speicherreichweite mehr als zwölf Stunden betragen, weil die im typischen Tagesrhythmus entstehenden Hochpreiszeiten am Strommarkt etwa diesen zeitlichen Abstand haben. Das gilt auch für sehr große BHKW-Leistungen. Besonders große Motoren benötigen kaum größere Speicher, weil sich die Ruhezeit nur wenig verlängert.
Größere Gasspeicherkapazitäten sind allerdings grundsätzlich vorteilhafter, denn sie ermöglichen, die Einspeisung bei niedrigen Börsenpreisen besser zu vermeiden. Die dadurch erzielbaren Erträge decken die Investitionskosten für einen zusätzlichen Speicher oft dann, wenn der bisherige Speicher recht klein ist oder wenn ohnehin ein neuer Gasspeicher geplant wird.
Funktion und Aufbau – so „arbeitet“ ein Gasspeicher
Ein Gasspeicher für Biogas kann sowohl in Gebäuden als auch im Freien an unterschiedlichsten Stellen der Biogasanlage installiert sein. Möglich ist es zum Beispiel, einen externen, außerhalb der Anlage liegenden Speicher zu nutzen. Außerdem gibt es die Option, einen Gasspeicher direkt im Fermenter, im Gärrestelager oder am Nachgärbehälter der Anlage einzurichten.
Sogenannte integrierte Speicher verfügen dabei in der Regel über eine gasdichte Folienhaube oder sind mit Tragluftdächern sowie mit einer zweiten, darüberliegenden Folie als Wetterschutz ausgestattet. Letztere wird dabei mittels Luftgebläse in Form gehalten. Das ist notwendig, weil sich die innere Folie je nach vorhandener Gasmenge dehnt bzw. absenkt und sich flexibel an die Speicherfüllung anpasst. Externe Speicher arbeiten nach dem gleichen Prinzip, benötigen aber wesentlich mehr Platz.
Wichtig für jeden Gasspeicher ist, dass dieser eine Über- und Unterdrucksicherung hat, um Druckänderungen im Speicher jederzeit ausgleichen zu können. Für einen sicheren Betrieb ist es zudem nötig, dass der Gasspeicher sowohl temperatur- und witterungsbeständig als auch UV-fest ist. Ebenso muss er druckfest und gasdicht sein. Hierbei sind externe Speicher im Vorteil, weil sie ein besseres Monitoring der Methankonzentration ermöglichen.
Nach der TRAS 120 müssen Biogasanlagen über eine zusätzliche Gasverbrauchseinrichtung verfügen, in der Regel eine Notfackel. Diese dient dem Ausgleich von Überkapazitäten der Anlagen und kommt zudem bei Wartungsarbeiten an der Biogasanlage zum Einsatz.
Diese Gasspeicher gibt es
Gasspeicher können in diversen Druckbereichen zum Einsatz kommen. Folgende Ausführungen sind dabei möglich:
Niederdruckspeicher
Niederdruckspeicher sind nach wie vor die am häufigsten genutzten Gasspeicher. Ihr Vorteil: Sie lassen sich sehr kostengünstig in jeder beliebigen Form und Größe herstellen, eignen sich gleichermaßen für eine in- und externe Nutzung und sind korrosionsunempfindlich. Als freiliegendes, fixiertes Folienkissen, als eingehaustes Folienkissen in einem Extragebäude oder als Folienkissen innerhalb der Biogasanlage können Niederdruckspeicher etliche Anforderungen erfüllen. Ihr Überdruckbereich liegt bei maximal 30 mbar.
Mitteldruckspeicher und Hochdruckspeicher
Beide Gasspeicher speichern Biogas, indem sie es in Stahldruckbehältern oder -flaschen verdichten. Ihre Druckbereiche liegen bei 5 bis 20 bar (Mitteldruckspeicher) bzw. bei 200 bis 300 bar (Hochdruckspeicher). Der Einsatz von Mittel- und Hochdruckspeichern ist allerdings nur dann sinnvoll, wenn das Biogas für einen Einsatz als Kraftstoff komprimiert werden muss oder wenn der verfügbare Platz für ein großes Folienkissen zu gering ist.
Den passenden Gasspeicher finden
Fest steht also: Nicht jeder Gasspeicher passt zu jeder Biogasanlage. So spielen bei der Auswahl des richtigen Speichers verschiedenste Faktoren eine Rolle. Wichtig ist, zu klären, wie viel Platz dem Anlagenbetreiber für den Gasspeicher zur Verfügung steht. Entscheiden Sie auf dieser Grundlage, ob ein integrierter oder ein externer Speicher die bessere Wahl ist. Zudem hängt vom verfügbaren Platz ab, wie groß das Fassungsvermögen des Speichers maximal sein kann. Die spätere Verwendungsart des Gases entscheidet dann darüber, ob ein Mittel- bzw. Hochdruck- oder aber ein Niederdruckspeicher geeigneter ist. Für die Größe des Speichers ist zudem die Störfall-Verordnung (12. BImSchV) wichtig: Können in der Anlage 10.000 Kilogramm Biogas oder mehr vorhanden sein, gelten zusätzliche Sicherheitspflichten, ab 50.000 Kilogramm erweiterte Pflichten.
Fotoquelle Titelbild: © INNIO Jenbacher
