Energie aus Biogas

Strom aus Biogas

Biogas kann sowohl zur Erzeugung von Wärme als auch von Energie für das eigene Haus genutzt werden. Die Vorteile und Hintergründe der privaten Biogasnutzung werden erläutert. Energiegewinnung Das in Deutschland produzierte Biogas wird zurzeit größtenteils an der Quelle in Strom umgewandelt. Das EEG hat seit seinem In-Kraft-Treten 2000 die Menge an Strom aus Biogas von 445 auf rund 32.400 Gigawattstunden mehr als versiebzigfacht.

Biogas wird zur Stromproduktion durch Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) genutzt.

Im Blockheizkraftwerk wird über eine Biogasanlage ein Stromerzeuger angetrieben, der Stromerzeuger ist. Die Generatoren können von Brennkraftmaschinen, aber auch von anderen Motortypen und Gas-Turbinen angetrieben werden. Prinzipiell ist es auch möglich, mit Hilfe von Treibstoffzellen Strom zu erzeugen. Darüber hinaus muss die komplette Prozesskette von der Biogaserzeugung bis zur Entnahme in einem Stoffbilanzsystem verifiziert werden.

Kleine Blockheizkraftwerke (Nano-, Mikro- oder Mini-Blockheizkraftwerke) mit einer Nennleistung von 1 bis 50 Kilowatt sind für den Betrieb in Ein- und Mehrfamilienhäusern bis hin zu großen Wohngebäuden sowie für den Hotel- und Gewerbebetrieb erhältlich und werden immer beliebter. In der Regel wird diese Art von Biogas-BHKW mit Biomethan gefahren, wobei die Wärmeerzeugung im Mittelpunkt steht.

In der überwiegenden Mehrzahl der dezentralen Kraftwerke werden Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) zur Stromproduktion genutzt. Vor allem bei der Verwendung von Bioabfall und anderen Nebenprodukten kommt es zu Qualitäts- und Mengenschwankungen des Gasgemisches, die zu Motorschäden führen können. Zur Umwandlung von Biogas in Strom gibt es verschiedene Motortypen und Verbrennung. Dabei kommen vor allem Ottomotoren und Einspritzmotoren zum Tragen.

Gas-Ottomotoren, die eigens für den Betrieb mit Gas entwickelt wurden und mit Viertaktmotoren in Fahrzeugen verglichen werden können, sind in der Lage, Biogas ab einer Methangehalt von 45% unmittelbar zu verfeuern. Gas-Ottomotoren werden in der Regel in höheren Leistungsstufen (über 250 kWel) verwendet, sind aber auch ab 30kWel und zum Beispiel in kleinen Gülleanlagen < 100 kWel verfügbar.

Gas-Ottomotoren werden heute vor allem im Bereich Biogas verwendet. Zündstrahltriebwerke werden hauptsächlich im niedrigen Drehzahlbereich bis 340 Kilowatt Celsius verwendet und funktionieren nach dem Dieseleinsatzprinzip. Weil sich Biogas bei der Verdichtung nicht selbst entflammt, wird zur Zündung des Verbrennungsvorgangs ein Öl eingeblasen. Seit 2007 darf nach den Vorschriften des EEG kein fossiles Heizöl mehr für neue Anlagen verwendet werden.

Mikroturbinen sind aufgrund ihres unkomplizierten Aufbaus für den Betrieb mit Biogas geeignet und haben gegenüber einem Verbrennungsmotor mehrere Vorzüge. Die Funktionsweise beruht auf der Turboladertechnologie, bei der die angesaugte und komprimierte Brennluft mit den heissen Rauchgasen vorgeheizt und zusammen mit dem Biogas in der Verbrennungskammer gebrannt wird.

Die heissen Gase werden dann in der Anlage freigesetzt und treiben den Stromerzeuger an. Die schnelllaufenden Mikroturbinen mit geringen Brennraumtemperaturen und -drücken werden im Leistungsspektrum von 30 bis 200 kWel gefertigt. Auch Biogas kann mit Hilfe von Kraftstoffzellen und Stirling-Motoren in Strom umgewandelt werden. Ungeachtet vielversprechender Ansatzpunkte hat sich noch keine der beiden Techniken in der Biogasbranche etabliert.

Das Biogas kann in unterschiedlichen Arten von Brennstoffzellen eingesetzt werden. Dazu muss das Biogas verarbeitet (insbesondere entfernt er Schwefelsäure, Kohlenmonoxyd und andere Schadstoffe) und neu aufgebaut werden (Umwandlung von Methan in Wasserstoff). Er erzielt einen Wirkungsgrad von bis zu 40%, ist im Leistungsspektrum von 100-200 kWel erhältlich und hat bereits über 80000 Stunden im praktischen Einsatz erprobt.

Diese haben einen Gesamtwirkungsgrad von 24-28% und sind zur Zeit nur in kleinen Leistungsstufen (bis 100 kWel) zu haben. Umfassende Information zu KWK-Anlagen erhalten Sie im Biogas-Führer.

Auch interessant

Mehr zum Thema