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Strom und Wärme aus
dem Blockheizkraftwerk
Am ende der Produktionskette steht in vielen Biogasanlagen ein Blockheizkraftwerk (BHKw), in dem ein
Verbrennungsmotor einen generator antreibt und so strom und gleichzeitig Abwärme erzeugt. während
der strom üblicherweise ins stromnetz eingespeist wird, gibt es für die Nutzung der Abwärme verschiedene
möglichkeiten
Das Blockheizkraftwerk (BHKW) ist
die kompakte Einheit in der Biogasanlage,
in der das entstandene Gas in Energie
umgewandelt wird. Es ist meistens
in Containern oder in festen Gebäuden
neben der Anlage aufgestellt, in denen
sich außerdem die Abwärmetauscher,
die Wärmeverteiler und die sicherheitstechnischen
Komponenten der Gasleitung
befinden.
Obwohl die Maschinen rund um die
Uhr laufen, dringen Geräusche kaum
nach außen. Denn eine besondere Innenverkleidung
der Räume schluckt
den Schall fast vollständig.
wärmeleitungen im Blockheizkraftwerk
Wirkungsgrade von bis zu 90 Prozent
Das Besondere am BHKW-Aggregat
ist, dass gleichzeitig Strom und Wärme
produziert werden. Dies erhöht zum
einen den Wirkungsgrad der Anlage
im Gegensatz zu herkömmlichen Großkraftwerken,
die nur Strom erzeugen.
Zum anderen steigt auch die Wertschöpfung
für den Betreiber, der beide
Energieformen getrennt voneinander
verkaufen kann.
Wie viel Strom und Wärme das BHKW
aus Biogas erzeugen kann, hängt von
seiner Größe und der Bauart ab. Die
elektrische Anschlussleistung des
BHKW gibt die Leistung der gesamten
Biogasanlage an. Der Gesamtwirkungsgrad
eines BHKW liegt zwischen
80 und 90 Prozent. Das bedeutet: Zwischen
80 und 90 Prozent der eingesetzten
Energie aus dem Biogas setzt das
BHKW in Wärme und Strom um.
Der elektrische Wirkungsgrad liegt je
nach Leistung und Bauart zwischen
30 und 43 Prozent. Größere BHKW
haben in der Regel höhere elektrische
Wirkungsgrade. Im kleineren Leistungsbereich
bis 200 kW besitzen
Zündstrahl-BHKW einen etwas höheren
elektrischen Wirkungsgrad.
Zündstrahl-Motoren sind umgerüstete
Dieselmotoren und benötigen einen
zusätzlichen Kraftstoffanteil von etwa
zehn Prozent zum Biogas. Dieses sogenannte
Zündöl ist bei heutigen Anlagen
meistens Pflanzenöl oder Biodiesel.
Die andere Motorvariante ist der Gas-
Otto-Motor, der ausschließlich Biogas
verbrennt.
Die größte Wärmemenge im BHKW
fällt über das Motorkühlwasser mit
einem Temperaturniveau von 80 bis
90 Grad Celsius an. Wesentlich höhere
Temperaturen von 460 bis 550 Grad
sind im Abgas enthalten und lassen
sich über einen Abgaswärmetauscher
ebenfalls nutzen. Daher sind auch Industriebetriebe
stark an der Biogasabwärme
interessiert.
gasleitung für größere distanzen
Eine Wärmeleitung zu den Abnehmern
kostet derzeit rund 150 Euro je laufendem
Meter. Wie praktische Erfahrungen
zeigen, liegt der Wärmeverlust
bei isolierten Rohren nach 1.000 Metern
bei rund drei Prozent. Für längere Distanzen
ist es vor diesem Hintergrund
ratsam, das Blockheizkraftwerk gleich
in der Nähe des Wärmeabnehmers aufzustellen
und mit einer eigenen Gasleitung
zu versorgen. Eine Gasleitung kostet
mit rund 70 Euro je Meter deutlich
weniger als die Wärmeleitung. Das Biogas
muss hierfür entwässert und komprimiert
werden.
neue techologien für mehr effizienz
Falls sich im Umfeld der Biogasanlage
kein Wärmeabnehmer befindet, lässt
sich aus der Wärme auch Strom erzeugen.
Dafür geeignet ist eine sogenannte
»Organic-Rankine-Cycle«-Anlage, kurz:
ORC-Anlage. Sie wird dem BHKW
nachgeschaltet. Die Abwärme aus dem
BHKW erwärmt dabei eine spezielle
Flüssigkeit in der ORC-Anlage, die
schnell verdampft. Dieser Dampf treibt
eine kleine Dampfturbine an, die Strom
erzeugt. ORC-Anlagen werden seit dem
Jahr 2006 in Biogasanlagen eingesetzt.
Ein Blockheizkraftwerk mit einer elektrischen
Leistung von 600 kW liefert
genug Wärme, um damit eine ORC-Anlage
mit einer Leistung von 70 Kilowatt
anzutreiben.
4 m u Lt i tA L e N t B i o g A s s t r o m u n d W ä r m e a u s d e m B l o C k h e I Z k r a f t W e r k 5
Wirkungsgrad in %
100 Wirkungsgrad in in %
100 85,9
81,9
85,9
80
81,9
80
60
60
40,5
40 40,5
40
20
20
elektrisch
elektrisch
0
0
Wirkungsgrade von
Biogasanlagen:
der bereits hohe wirkungsgrad
einer Biogasanlage mit wärmenutzung
steigt durch Anwendung
des orC-Verfahrens um weitere
fünf Prozent