Einspeisung ins Fernleitungs- und ins Verteilnetz: Druckniveaus und Rückverdichtung

Das Gasnetz gliedert sich in Druckniveaus sowie in Fernleitungs- und Verteilsystem, und in welches von ihnen Biomethan eingespeist werden kann, hängt vor allem von der Aufnahmekapazität des Netzes ab, also von der Fähigkeit, Gas auch dann aufzunehmen, wenn die lokale Abnahme niedrig ist. In Nieder- und Mitteldrucknetzen, die Siedlungen und Betriebe versorgen, ist der Gasverbrauch im Sommer mitunter geringer als die Produktion der Biomethananlage. Die Lösung ist die Einspeisung in ein Netz höheren Drucks, die Rückverdichtung oder die Verbindung mit dem Fernleitungssystem, die Gas im Maßstab des ganzen Landes aufnehmen können.

Druckniveaus in Polen

Gemäß den technischen Vorschriften für Gasleitungen wird der Nenndruck orientierend wie folgt klassifiziert:

Das Fernleitungssystem gehört dem Fernleitungsnetzbetreiber (GAZ-SYSTEM), das Verteilsystem – den Verteilnetzbetreibern, darunter Polska Spółka Gazownictwa. Technische Anforderungen, Verfahren und Tarife unterscheiden sich zwischen diesen Systemen.

Was die Aufnahmekapazität ist

Die Aufnahmekapazität des Netzes ist der größte Gasdurchfluss, der in es eingespeist werden kann, ohne den zulässigen Druck zu überschreiten und ohne die Betriebsbedingungen zu verletzen. Im Sommer sinkt der Gasverbrauch (keine Heizung), sodass in einem Abschnitt weniger Abnehmer bleiben, die Biomethan verbrauchen. Übersteigt die Produktion den lokalen Verbrauch, steigt der Druck, und die Einspeisung muss begrenzt werden. Deshalb beruht die Anschlussanalyse auf Sommer- und Stundendurchflüssen.

Optionen bei zu geringer Aufnahmekapazität

1. Anschluss an ein Netz höheren Drucks. Ein längerer oder teurerer Anschluss, aber größere Aufnahmekapazität.
2. Rückverdichtung (reverse flow). Eine Station mit Verdichtern fördert Biomethanüberschüsse aus dem Netz niedrigeren Drucks in das Netz höheren Drucks, in dem das Gas breiter verteilt wird. Diese Lösung kann vom Betreiber ausgeführt oder von den Erzeugern mitfinanziert werden.
3. Leistungsbegrenzung auf ein Niveau, das den Sommerdurchflüssen entspricht.
4. Lokaler Speicher oder Puffer (z. B. Behälter, Netz mit großem Volumen).
5. Alternative Abnahme – bioCNG/bioLNG oder Direktlieferung an einen Großabnehmer.
6. Zusammenlegung mehrerer Erzeuger an einem Anschlusspunkt, wodurch sich die Verdichtungskosten teilen.

Fernleitungsnetz

Die Einspeisung direkt ins Fernleitungsnetz bietet die größte Aufnahmekapazität, erfordert aber: höheren Druck (Verdichtung auf einige MPa), strengere Qualitätsanforderungen, ein ausgebautes Messsystem und gesonderte Anschlussverfahren. Sie ist in der Regel für große Projekte oder Agglomerationen von Biomethananlagen wirtschaftlich, und die Kosten der Verdichterstation steigen mit Druck und Durchfluss.

Beispiel: Verdichtungsenergie

Annahmen: Biomethan 500 m³/h, isotherme Verdichtung von 1,5 auf 8 bar(a) und auf 40 bar(a) (zum Vergleich). Theoretische Leistung der isothermen Verdichtung P = p₁·V̇₁·ln(p₂/p₁): V̇₁ = 500 m³/h bei 1,013 bar → bei 1,5 bar beträgt das Volumen ≈ 338 m³/h = 0,094 m³/s; p₁·V̇₁ ≈ 150.000 Pa × 0,094 ≈ 14,1 kW; ln(8/1,5) = 1,67 → 23,5 kW; ln(40/1,5) = 3,28 → 46,3 kW. Unter Berücksichtigung von Wirkungsgrad und Kühlung beträgt die tatsächliche Leistung ca. das 1,5- bis 2-Fache. Der Unterschied zwischen 8 und 40 bar beträgt ca. 35–45 kW unter Berücksichtigung des Wirkungsgrads, also in der Größenordnung von 270–360 MWh pro Jahr (bei Annahme von ca. 8000 Betriebsstunden im Jahr), was bei 600 PLN/MWh ca. 160–220 Tsd. PLN zusätzliche Energiekosten ergibt.

Kriterien für die Wahl des Punkts

• Entfernung und Kosten des Anschlusses,
• Sommer-Aufnahmekapazität,
• Druck und Notwendigkeit der Verdichtung,
• Qualitätsanforderungen des Betreibers,
• Perspektive des Anschlusses weiterer Anlagen,
• Netzentwicklungsplan des Betreibers.

Wer die Rückverdichtung bezahlt

Die Grundsätze der Kostenaufteilung für den Netzausbau und die Rückverdichtung hängen von den Vorschriften und den Anschlussbedingungen ab; in der Praxis werden unterschiedliche Modelle angewendet, von der Übernahme durch den Erzeuger bis zur Finanzierung aus Mitteln des Betreibers unter Berücksichtigung des Tarifs. Daher sollte schon im ersten Gespräch mit dem Betreiber gefragt werden, welche Lösungen er für das jeweilige Gebiet erwägt und ob er Investitionen plant, die die Aufnahmekapazität erhöhen können. Koordiniertes Vorgehen mehrerer Erzeuger in einer Region kann die Begründung einer solchen Investition erleichtern.

Zusammenfassung

Druckniveau und Aufnahmekapazität des Netzes entscheiden darüber, ob eine Biomethananlage wirtschaftlich angeschlossen werden kann. Es lohnt sich, eine Analyse der Sommerdurchflüsse zu beauftragen und mit dem Betreiber alle Varianten zu besprechen, einschließlich der Rückverdichtung und der Verbindung mit einer höheren Netzebene.