KWK - Wärmenutzung

Wenn Biogas in BHKWs eingesetzt wird, wird neben Ökostrom auch Wärme produziert.

Im Bundesdurchschnitt werden durchschnittlich 43 % der thermischen Jahresarbeit extern verwendet. Der Wärmeverkauf ist dabei vorwiegend auf die Monate Oktober bis März beschränkt. Die Erzeugung von vermarktungsfähigen Produkten durch Trocknung von Getreide und Mais findet vor allem von Juni bis November statt. Dadurch können Emissionsminderungs-Nettoeffekte von 10 bis 50 kg CO2 je Tonne Trocknungsgut erreicht werden (je nach Wassergehalt und Trocknungsgut, im Vergleich zu erdgasbetriebenen Industrietrocknungsanlagen). In den letzten Jahren hat sich zunehmend ein (regional bedeutender) Markt an getrocknetem Hackgut (im geringen Umfang auch bei Stückholz) etabliert. Diese Möglichkeit hilft, die Auslastung der Trocknungsanlagen zu erhöhen und die spezifischen Kapitalkosten zu senken. Durch diesen Markt kann eine ökologisch sinnvolle Möglichkeit zur Etablierung einer Alternative zu Heizöl erschlossen werden (vor allem zur Substitution von Öl im Geschoßwohnbau und zur Spitzenlastabdeckung in Biomasseheizwerken).

Es kann davon ausgegangen werden, dass die Wärmenutzung und damit der Brennstoffnutzungsgrad weiter, wenn auch moderater als bisher, steigen wird. Der moderatere Anstieg der Wärmenutzung ist vor allem dadurch bedingt, dass mögliche Nah- und Fernwärmenetze, so weit als möglich, bereits mit Wärme aus den Biogasanlagen versorgt werden. Oftmals konnte der Anlagestandort nur mit höheren Entfernungen zum nächsten Dorf bzw. nächsten Stadt realisiert werden. Durch die langen Wärmeleitungen und den damit einhergehenden Leitungsverlusten, gestaltet sich der Ausbau der Nah- und Fernwärme wirtschaftlich schwierig. Ein weiteres Problem bei der Nah- und Fernwärme ergibt sich durch die niedrigen Volllaststunden bei der Wärmeversorgung. Gerade in den Sommermonaten kann kaum Wärme abgesetzt werden.

Im Bereich der Trocknung hat sich vor allem die Trocknung von Getreide, Mais und Hackschnitzel etabliert. Die einfachsten Systeme bestehen aus einem mit einem Gitterrost ausgestattetem Anhänger, der mit der Abwärme des Notkühlers verbunden wird. Aber auch einfachere Rosttrocknungen finden bei Biogasanlagen Anwendung. Umlauftrockner oder Bandtrockner sind kaum verbreitet, da die Trocknungsleistung dieser Trocknungssysteme eine Mindestanforderung an thermischer Leistung voraussetzt, die nur von wenigen Biogasanlagen erreicht wird. Trocknungsleistungen von 0,5 und 5 t/h können bei den etablierten Systemen erreicht werden. Ein wesentlicher Nachteil bei der Trocknung mit der Abwärme von Biogasanlagen gegenüber Großanlagen besteht im spezifischen Wärmeverbrauch je Trocknungsgut bzw. zu verdunstendem Wasser. Während bei Großanlagen mit Eingangstemperaturen von über 100°C  gearbeitet wird (vorwiegend Gas- und Ölbrenner, direkt) und damit ein Wärmebedarf von rund 1,2 kWh/kg Wasser erreicht wird, stehen bei Biogasanlagen Temperaturen mit  60 - 80°C (indirekt) zur Verfügung. Der Wärmebedarf je kg zu verdunstendes Wasser steigt auf 1,6 bis 1,9 kWh/kg Wasser. Dies ist vor allem bei den notwendigen Genehmigungen ein Problem, da diese oftmals aufgrund einer „zu geringen“ Effizienz nicht erteilt werden.

Veröffentlicht am 05.02.2021