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Erster DLG-Test zur Energieeffizienz von Blockheizkraftwerken
Wirkungsgrad entscheidend - Multitalent Biogas - Prüfbericht im Internet abrufbar
Seit im August 2004 das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) novelliert wurde, hat eine starke Nachfrage zum Bau von Biogasanlagen bei Landwirten eingesetzt. Etwa 300 neue Anlagen wurden im vergangenen Jahr in Deutschland errichtet, das sind doppelt so viele wie im Jahr zuvor. Auch die durchschnittliche installierte elektrische Leistung wächst stark. Heute liegt sie bei über 300 kW und damit doppelt so hoch wie noch vor fünf Jahren. Biogas entwickelt sich zum Multitalent bei der Erzeugung von Strom, Wärme und Kraftstoff (für Erdgas-Autos). Nach entsprechender Aufbereitung könnte es auch ins Erdgasnetz eingespeist werden. Laut Fachverband Biogas beträgt die Stromproduktion in Deutschland durch Biogas 450 Megawatt. Das ist ein Zehntel der Stromproduktion aus Windkraft und das sechsfache derjenigen aus der Photovoltaik. Die Biogas-Stromproduktion hat dabei den Vorteil, dass man sie gezielt in Spitzenlastzeiten einsetzen kann, weil sich Biogas speichern lässt. Für die thermische Verwertung ist entscheidend, wie gut der brennbare Teil im Biogas, das Methan (50 bis 70 % Anteil), durch das Blockheizkraftwerk (BHKW) genutzt wird.
Blockheizkraftwerke (BHKW) sind Aggregate, die aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator zur Stromerzeugung bestehen. Wird neben dem Strom die anfallende Wärme (ca. 35 Prozent Prozesswärme für die Biogasanlage) mittels Wärmetauscher zum Beispiel für Heizung und Brauchwassererwärmung genutzt, liegt eine sehr effektive Energieverwertung vor. In Biogasanlagen werden vorwiegend Gasmotoren oder Zündstrahlmotoren eingesetzt. Beim Zündstrahlverfahren werden geringe Mengen Zündöl - meistens Heizöl - zugemischt, um das Gasgemisch zu zünden. Neben den Baukosten und den Erzeugungskosten wird die Rentabilität der Biogasanlage durch den Wirkungsgrad des BHKWs bestimmt. Der elektrische Wirkungsgrad sagt aus, wie gut das BHKW die eingesetzte Energie (Methan im Biogas und gegebenenfalls Zündöl) in elektrische Energie umwandelt. Für eine hohe Ausnutzung der Verbrennungsenergie des Biogases ist demzufolge die Qualität der eingesetzten Motoren verantwortlich. Neben der Leistungseffektivität beeinflussen allerdings auch die Störanfälligkeit und die Standzeit des BHKW die Betriebskosten. In einer Modellkalkulation für eine Musteranlage mit 100 kW elektrischer Leistung wird angegeben, dass bereits eine Unterschreitung des tatsächlichen Wirkungsgrades von 6 %, also anstelle der kalkulierten 33 % nur 31 % erreicht werden, der Gewinn um etwa 7.500 EUR sinkt. Je nach Anschaffungskosten sind das 29 % bis 54 % des Gewinns.
Neutral ermittelte Angaben zum elektrischen Wirkungsgrad gibt es bisher kaum. Das DLG-Testzentrum Technik und Betriebsmittel in Groß-Umstadt hat jetzt erstmals ein Zündstrahlaggregat mit 250 kW Leistung dahingehend eingehend untersucht. Das Aggregat ES 2505 von der Firma Schnell Zündstrahlmotoren aus Amtzell wurde in einer NaWaRo-Biogasanlage mit ca. 51 % Methan-Anteil getestet. Im Nennleistungsbereich wurde dabei ein elektrischer Wirkungsgrad von 41,5 % ± 0,8 % ermittelt. Damit ist das Aggregat besser als der definierte DLG-Standard (38 % bis 40 %) für die betreffende Motorbauart bzw.
-leistung. Diese Angabe berücksichtigt nicht die nach DIN-EN 3046-1 zugelassene obere Grenzabweichung des spezifischen Kraftstoffverbrauches von + 5 %; damit würde der Wert 43,5 % ±0,8 % betragen. Es wird daher empfohlen, bei Wirkungsgradangaben auf die Form der Wertangabe bzw. der Bedingungen (Bezugsbedingungen, Methangehalt) besonders zu achten.
Interessenten können den DLG-Prüfbericht zum Aggregat ES 2505 der Firma Schnell Zündstrahlmotoren im Internet unter www.dlg-test.de/pbdocs/5540F.pdf abrufen.
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