Auf den meisten Biogasanlagen wird ein Teil der Wärme bereits benötigt: zum Halten der Fermentertemperatur, Beheizen von Technikräumen, Bereiten von Warmwasser oder Hygienisieren bestimmter Stoffströme. Die Frage ist, was mit der Wärme geschieht, die bei laufendem BHKW nach Deckung des Eigenbedarfs übrig bleibt und über Kühler an die Umgebung abgegeben wird.
Zwei Hauptquellen: Motor und Abgas
Die erste Quelle ist der Motorkühlkreislauf. Er liefert einen stabilen Warmwasserstrom für Fermenter, Gebäude, Gewächshäuser, Wärmenetze, Trocknung bei niedrigeren Temperaturen oder als Quelle einer Wärmepumpe. Die zweite Quelle ist das Abgas. Dessen höheres Temperaturniveau kann über Wärmetauscher für Warmwasser, Dampf, Thermoöl oder ein ORC-System genutzt werden. Temperaturen, Volumenströme und verfügbare Leistung hängen vom jeweiligen Motor und der Ausführung der Wärmerückgewinnung ab.
Zuerst den Eigenbedarf der Anlage decken
Die günstigste genutzte Kilowattstunde ist häufig jene, die den Standort nicht verlässt. Fermenterbeheizung, Hygienisierung, Beheizung der Werkstatt oder des Verwaltungsgebäudes und Prozesswasserbereitung erfordern weder eine lange Wärmeleitung noch einen externen Käufer. Erst danach lässt sich der tatsächliche Wärmeüberschuss über das Jahr berechnen.
Welche Möglichkeiten gibt es für die übrige Wärme?
- Wärme über ein Netz an einen Ort, einen landwirtschaftlichen Betrieb oder öffentliche Gebäude liefern
- Getreide, Holz, Biomasse und andere Erzeugnisse trocknen
- separierte Gärreste trocknen und für die Weiterverarbeitung vorbereiten
- aus getrockneten Gärresten Pellets oder Granulat herstellen
- Wärme als Warmwasser oder Prozesswärme an nahegelegene Industriebetriebe liefern
- das Temperaturniveau mit einer Wärmepumpe für Prozesse anheben
- mit einer Absorptionskältemaschine Kaltwasser erzeugen
- einen Teil der Wärme mit einem ORC-System in zusätzlichen Strom umwandeln
Kaskadennutzung ist oft sinnvoller als ein einzelner Großabnehmer
Wärme auf hohem Temperaturniveau muss nicht für eine Anwendung verwendet werden, die nur lauwarmes Wasser benötigt. In einem abgestimmten System wird sie stufenweise genutzt: zuerst bei höherem Temperaturbedarf, anschließend kann der Rücklauf für Niedertemperaturheizung, Trocknung oder ein Gewächshaus dienen. So durchläuft dieselbe erzeugte Wärme mehrere nützliche Schritte.
Was muss vor der Entscheidung gemessen werden?
Vor der Technologiewahl ist eine Jahreswärmebilanz nötig: Wie viel Wärme bleibt nach Deckung des Eigenbedarfs tatsächlich übrig, bei welcher Temperatur und für wie viele Stunden? Wie weit entfernt ist der Abnehmer, und was geschieht bei einem BHKW-Stillstand? Erst dann sind Investition, Hilfsstrombedarf, Wartung und Erlöse des Endprodukts vergleichbar.
Quellen und weiterführende Literatur
Dieser Beitrag dient der Information. Die konkrete Ausführung erfordert eine Wärmebilanz, Herstellerdaten und die Prüfung örtlicher Bedingungen, Genehmigungen und geltender Vorschriften. Die Illustration zeigt ein Funktionskonzept, keinen Ausführungsplan.