Um den Anteil der Stromwandlung von Blockheizkraftwerken (BHKW) zu erhöhen, strebt ein neues Forschungsprojekt nun die Steigerung des elektrischen Wirkungsgrads von BHKW's mit Biogasmotoren an.
Wirkungsgradsteigerung um 10 Prozent angestrebt
BHKW's mit Biogasmotoren wandeln regenerativ erzeugtes Biogas in Strom und Wärme, die in Strom- bzw. Nahwärmenetze eingespeist werden können. Dabei wird technisch bedingt mehr Wärme als Strom erzeugt. Um den Anteil der Stromwandlung zu erhöhen, wollen Forscher nun den elektrischen Wirkungsgrad steigern. Eine relative Steigerung des Wirkungsgrads um 10 Prozent gegenüber dem konventionellen Betrieb wäre für die Projektpartner ECC Automotive GmbH, OWI Oel-Waerme-Institut gGmbH und den Lehrstuhl Technische Thermodynamik an der Universität Siegen ein Erfolg.
Wasserstoffhaltiges Brenngas als Produkt
Das Konzept sieht vor, dass in das BHKW eine Reformereinheit integriert und mit dem Gasmotor gekoppelt wird. Überschüssige Wärme aus dem Gasmotor, die im Normalfall ungenutzt in die Umgebung abgeführt wird, wird zusammen mit einem Teil des Biogases durch die Reformereinheit geleitet. Dabei entsteht ein wasserstoffhaltiges Brenngas, das einen höheren Energiegehalt (Heizwert) als Biogas hat, denn die überschüssige Wärme wird teilweise im Brenngas chemisch gebunden. Das so erzeugte Synthesegas wird anschließend wieder mit dem Biogas gemischt und dem Motor zugeführt.
Vorläuferprojekt bereits erfolgreich
Dies ermöglicht eine höhere Ausbeute an mechanischer Leistung und an elektrischem Strom. Die Rückgewinnung der Wärmeenergie führt so zu einem höheren elektrischen Wirkungsgrad des Systems. Zum Beispiel mit einer Heizwertsteigerung um 7,5 Prozent kann der effektive mechanische Wirkungsgrad des Systems von 40 Prozent auf 43 Prozent angehoben werden Als weitere technische Neuerung wird die rußfreie Reformierung von Kohlenstoffdioxid (CO2) angestrebt. In einem Vorläuferprojekt wurde die Steigerung des elektrischen Systemwirkungsgrad durch die Integration der Reformereinheit in das Kraftwerk erfolgreich demonstriert. Als Brennstoff wurde hier Erdgas verwendet. (fei)