Stei­ge­rung der Effi­zi­enz der Strom­erzeu­gung aus Biogas

Symbolbild Bildung
Dr. Andreas Obermeier (Uni Bayreuth) hat die neue ORC-Anlage mitentwickelt, mit deren  Hilfe aus Abwärme von Blockheizkraftwerken Strom erzeugt werden kann.

Dr. Andre­as Ober­mei­er (Uni Bay­reuth) hat die neue ORC-Anla­ge mit­ent­wickelt, mit deren Hil­fe aus Abwär­me von Block­heiz­kraft­wer­ken Strom erzeugt wer­den kann.

Uni Bay­reuth testet im Auf­trag der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth neu­es Verfahren

Die Effi­zi­enz der Strom­erzeu­gung aus Bio­gas kann durch ein neu­es tech­ni­sches Ver­fah­ren gestei­gert wer­den, wel­ches die Uni­ver­si­tät Bay­reuth im Auf­trag der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth an drei regio­na­len Bio­gas­an­la­gen gete­stet hat. Dabei wird aus bis­lang unge­nutz­ter Abwär­me zusätz­li­cher Strom erzeugt. Eine durch­schnitt­li­che Bio­gas­an­la­ge könn­te dadurch bis zu 70 wei­te­re Haus­hal­te mit Strom versorgen.

Wo gear­bei­tet wird, ent­steht Wär­me. Dies gilt auch für die Moto­ren der Bio­gas­Block­heiz­kraft­wer­ke, die an den Stand­or­ten von Bio­gas­an­la­gen Strom erzeu­gen. Es ent­steht dabei sogar mehr Wär­me­en­er­gie als Strom. Wäh­rend jedoch der erzeug­te Strom in das Strom­netz ein­ge­speist und andern­orts genutzt wer­den kann, ist die opti­ma­le Wär­me­nut­zung viel­fach ein Pro­blem. Denn nicht immer ist es wirt­schaft­lich oder tech­nisch mög­lich, ein Nah­wär­me­netz zu begrün­den oder die Abwär­me für tech­ni­sche Anla­gen zu ver­wen­den. Daher ver­pufft aktu­ell allei­ne in der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth jähr­lich eine Wär­me­men­ge, die dem Ener­gie­ge­halt von vier Mil­lio­nen Litern Heiz­öl entspricht.

Im Auf­trag der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth wur­den daher vom Stein­bei­sTrans­fer­zen­trum Ange­wand­te Ther­mo­dy­na­mik, Ener­gie- und Ver­bren­nungs­tech­nik, wel­ches am Lehr­stuhl für Tech­ni­sche Ther­mo­dy­na­mik und Trans­port­pro­zes­se (LTTT) der Uni­ver­si­tät Bay­reuth ange­sie­delt ist, die Ein­satz­mög­lich­kei­ten eines neu­en Kon­zepts zur Strom­erzeu­gung aus Motor­ab­ga­sen von Bio­gas­Block­heiz­kraft­wer­ken (BHKW) unter­sucht. Dabei wur­de über­prüft, inwie­weit mit­tels einer klei­nen ORC-Anla­ge (Orga­nic Ran­ki­ne Cycle) auch aus jener Abwär­me, die als „Abfall­pro­dukt“ bei der Strom­erzeu­gung aus Bio­gas ent­steht, in einem zwei­ten Schritt noch zusätz­li­cher Strom erzeugt wer­den kann.

Den Unter­su­chun­gen wur­den rea­le Daten von drei Bio­gas-BHKWs aus der Regi­on zugrun­de gelegt. Anhand von com­pu­ter­ge­stütz­ten Modell­rech­nun­gen wur­den die Strom­erzeu­gungs­po­ten­zia­le einer neu­ar­ti­gen, am LTTT mit ent­wickel­ten Mini-ORC­Ver­suchs­an­la­ge ermit­telt und hin­sicht­lich ihrer Effi­zi­enz und Wirt­schaft­lich­keit mit ande­ren ORC Anla­gen­va­ri­an­ten verglichen.

Bei den betrach­te­ten Bio­gas-BHKWs könn­te aus der bis­lang noch unge­nutz­ten Abwär­me mit der neu­ar­ti­gen Mini-ORC Anla­ge jähr­lich eine zusätz­li­che Strom­men­ge zwi­schen 125.000 kWh und 220.000 kWh erzeugt wer­den, womit pro Anla­ge bis zu 70 Haus­hal­te ver­sorgt wer­den könnten.

Auf­grund der bis­lang noch ver­gleichs­wei­se hohen Anla­gen­ko­sten ist aller­dings mit Amor­ti­sa­ti­ons­zei­ten von min­de­stens fünf Jah­ren zu rech­nen. Sofern sich kei­ne ander­wei­ti­ge Abwär­me­nut­zung rea­li­sie­ren lässt, bei­spiels­wei­se eine Wär­me­ver­sor­gung von Nach­bar­häu­sern, kann die Instal­la­ti­on einer ORC-Anla­ge durch­aus öko­no­misch sinn­voll sein. Aus Sicht der Ener­gie­ef­fi­zi­enz und des Kli­ma­schut­zes ist sie es ohnehin.

In der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth wären prin­zi­pi­ell etwa 40 bis 50 Pro­zent der vor­han­de­nen Bio­gas­an­la­gen für die neue Tech­nik geeig­net. Die kom­plet­te Stu­die kann auf der Web­site der Bio­en­er­gie­re­gi­on Bay­reuth www​.bio​en​er​gie​re​gi​on​-bay​reuth​.de (Unter Infos / Down­loads / Links) her­un­ter­ge­la­den werden.

Wei­te­re Infor­ma­tio­nen im Web:
www​.bio​en​er​gie​re​gi​on​-bay​reuth​.de
www​.LTTT​.uni​-bay​reuth​.de