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Mit Blockheizkraftwerken Strom und Wärme erzeugen

Ein Blockheizkraftwerk ist ein mit Biogas betriebener Verbrennungsmotor, der als Antrieb für einen Stromgenerator dient. Die Motorenabwärme kann für ortsnahe Wärmeabnehmer genutzt werden.

Blockheizkraftwerk und Schornsteine
Bertold Werkmann / Fotolia.com

Rund 8.000 Biogasanlagen mit ca. 3.860 Megawatt installierter Leistung erzeugten 2014 in Deutschland rund 29 Milliarden Kilowattstunden Strom für fast acht Millionen Haushalte sowie Wärme und Kraftstoffe. Damit wurden insgesamt 16 Millionen Tonnen Treibhausgase vermieden. Das Biogas für die Stromproduktion wird dafür meist vor Ort in Blockheizkraftwerken (BHKW) verstromt.

Strom und Wärme durch Blockheizkraftwerke

Als BHKW bezeichnet man einen mit Biogas betriebenen Verbrennungsmotor, der als Antrieb eines Stromgenerators dient. Die Motorenabwärme aus Kühlung und Abgas kann durch technische Verfahren der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wiederum für ortsnahe Wärmeabnehmer genutzt werden. In Frage kommen hier zum Beispiel die Beheizung des Gärbehälters, Trocknungsanlagen (z. B. Getreide, Holz) oder die Beheizung von Gebäuden. Häufig unterliegt die Wärmeabnahme starken saisonalen Schwankungen, sodass in verbrauchsarmen Zeiten nur ein Teil der Wärme Verwendung findet. Dies wirkt sich nachteilig auf die energetische Gesamteffizienz aus. Bei vielen Biogasanlagen kann die anfallende Wärme wegen mangelnder Nachfrage vor Ort nur zu einem geringen Teil genutzt werden. Durch die Novelle des EEG wird dies für Neuanlagen ab 2012 geändert und eine höhere Wärmenutzung vorgeschrieben. Schon bei der Planung einer Biogasanlage erhalten dadurch Wärmekonzepte einen deutlich höheren Stellenwert. Da Biogas als einziger der Erneuerbaren Energien speicherbar ist, werden die meisten Anlagen inzwischen flexibel gefahren: Bei Bedarf, der durch hohe Strompreise im Netz signalisiert wird, steigt die Leistung; bei einem Überangebot (wenn viel Strom aus Sonne und Wind eingespeist wird, reduziert der Betreiber die Leistung. 

Biogas wird überwiegend mit Zündstrahlaggregaten, die nach dem Prinzip eines Dieselmotors arbeiten, oder Gas-Otto-Motoren verstromt. Die elektrischen Gesamtwirkungsgrade moderner BHKW liegen inzwischen deutlich über 80 %, mit steigender Tendenz. Die Energie fällt jeweils zur Hälfte als Strom und Wärme an. Bei Zündstrahlmotoren muss zunächst Zündöl über die Einspritzdüse zugeführt werden. In Gasmotoren wird das Biogas-Luftgemisch dagegen mit Hilfe einer Zündkerze ohne weiteren Kraftstoffeinsatz im Motorraum gezündet. Trotz höherer Investitionskosten kommen Gas-Otto-Motoren häufig in größeren BHKW ab etwa 250 kWel zum Einsatz. Ihre Standzeiten sind in der Regel länger. Sie stellen aber auch höhere Anforderungen an die Qualität des Biogases, dessen Methananteil nicht unter 50 % liegen sollte. Die Kraft eines BHKW wird als elektrische und thermische Leistung in Kilowatt angegeben.

Einspeisung von Biomethan in das Erdgasnetz

Biogas lässt sich vielseitig verwerten. Im entschwefelten und gereinigten Zustand kann es als Biomethan wie Erdgas Verwendung finden. Die Vorteile: eine bessere Energieausnutzung mit deutlich höherer energetischer Gesamteffizienz. Mit einem Kubikmeter Biogas kann man etwa 0,6 Liter Heizöl ersetzen. Darüber hinaus steht das Erdgasnetz als großes Speichermedium zur Verfügung. Auch als Kraftstoff in Erdgasfahrzeugen kann das Biomethan eingesetzt werden.

Autoren: Christiane Aumüller-Gruber, Bonn und Thomas Gaul, Gehrden |

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