Blockheizkraftwerk

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Ein Blockheizkraftwerk (BHKW) beruht auf dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Ein Verbrennungsmotor treibt einen Generator an, mit dem elektrische Energie erzeugt wird. Die dabei entstehende Abwärme wird über Kühlwasser-, Öl- und Abwärmetauscher nutzbar gemacht und steht so für den Verbrauch vor Ort zur Verfügung. Optimal ist es, die so gewonnene Wärme in ein bestehendes Warmwasser-Heizsystem einzuspeisen. Der Strom wird entweder selbst genutzt oder in das öffentliche Stromnetz eingespeist.

Wirkungsgrad

Da sowohl der Strom als auch die Wärme genutzt wird, wird ein Gesamtwirkungsgrad von bis zu 90 % erreicht. Während der Anteil thermischer Energie bei rund 50 – 55 % liegt, wird ein elektrischer Wirkungsgrad von 30 bis 40 % erzielt. Die Kraft-Wärme-Kopplung ist deshalb die zurzeit effizienteste Methode der Energieumwandlung.

Staatliche Förderung

Gegenüber konventionellen Kraftwerken wird mit der Kraft-Wärme-Kopplung der Wirkungsgrad deutlich erhöht. Dies ist der Grund dafür, dass die Kraft-Wärme-Kopplung staatlich gefördert wird. Beim Einsatz fossiler Energieträger greift das Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz, bei Verwendung regenerativer Energieträger das Erneuerbare-Energien-Gesetz. Durch den Ausbau der Kraft-Wärme-Kopplung soll ein Beitrag zum Klimaschutz geleistet werden. Die Netzbetreiber sind verpflichtet, den in den Blockheizkraftwerken erzeugten Strom abzunehmen und mit dem gesetzlich festgelegten Preis zu vergüten.

Energieträger

Für den Betrieb von Blockheizkraftwerken kommen sowohl fossile als auch biogene Energieträger zum Einsatz. Es finden Erdgas, Heizöl, Biogas sowie Pflanzenöl (Palmöl, Rapsöl) Verwendung. Es ist sicherzustellen, dass insbesondere bei Pflanzenölen die Mindestanforderungen an die Kraftstoffqualität eingehalten werden. Heizöl oder Pflanzenöl werden in einem Dieselmotor verbrannt, Bio- oder Erdgas benötigen einen Ottomotor oder Zündstrahlmotor. Für den Einsatz von Pflanzenölen ist es notwendig, den Dieselmotor umzurüsten. Geringere Pumpfähigkeit stellen erhöhte Anforderungen an den Motor. Wegen der höheren Belastung der Materialien beim Einsatz von Pflanzenölen sollten hochwertige Motor- und Peripheriekomponenten verwendet werden. Wenn die vorgeschriebenen Wartungsintervalle eingehalten werden, ist bei pflanzenölbetriebenen BHKW nach 20.000 bis 30.000 Stunden eine Generalüberholung notwendig.

Wirtschaftlichkeit

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit sind zum einen die für den Strom sowie die Wärme zu erzielenden Preise, zum anderen der Einkaufspreis für den verwendeten Kraftstoff. Insbesondere bei Pflanzenölen ist es zu einem starken Preisanstieg gekommen, wodurch der Betrieb unwirtschaftlich geworden ist.

Aufgrund der hohen Investitionskosten ist es notwendig, dass ein Blockheizkraftwerk möglichst mehr als 4.000 bis 5000 Betriebsstunden pro Jahr erreicht. Dies setzt einen hohen Wärmebedarf, möglichst über das gesamte Jahr hinweg, voraus. Dies ist beim Einsatz im Gartenbau nicht immer zu gewährleisten. Hier liegen die Volllaststunden durchschnittlich bei 2.200 bis 2.800 Stunden pro Jahr [1]. Häufig werden von Contractoren und Biogasanlagenbetreibern der Wärmebedarf und die im Gartenbau zu erzielenden Volllaststunden überschätzt. In Relation zum Gesamtwärmebedarf sollte das Blockheizkraftwerk deshalb angemessen, d.h. nicht zu groß, dimensioniert werden. Bei der Konzeptionierung der Anlage ist es sinnvoll, das BHKW um einen Pufferspeicher zu ergänzen, um Schwankungen im Wärmebedarf ausgleichen zu können und ein zu häufiges Abschalten zu vermeiden.

Vorteile für den Gartenbau

Im Gartenbau liegt der Vorteil des Einsatzes eines Blockheizkraftwerkes, dass sowohl Wärme als auch Strom selbst erzeugt wird. Damit wird der Gärtner unabhängig vom öffentlichen Netz. Die eigene Stromproduktion ermöglicht es, Spitzen im Stromverbrauch abzufangen und damit Stromkosten zu sparen. Dies bietet sich insbesondere bei stromintensiven Kulturtechniken (Assimilationslicht) an. Bei angemessen dimensionierter Größe der Anlage ermöglicht der Einsatz eines Blockheizkraftwerkes dem Gärtner zudem, die jährlichen Heizkosten zu reduzieren. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, das CO2 aus den Abgasen für die Düngung im Gewächshaus zu nutzen.

Literatur

Lange, D., Hack, G., Belker, N., Brockmann, M., Domke, O., Krusche, S., Sennekamp, W., Viehweg, F.-J. (2002): Rationelle Energienutzung im Gartenbau. Verlag Viehweg. Braunschweig/Wiesbaden. ISBN 3-528-03189-1

Labowsky, H.-J., Domke, O., Ludewig, R., Ludolph, D., Schockert, K., Sennekamp, W. (2007): Heizkosteneinsparung im Unterglasgartenbau. aid infodienst e.V.. Bonn. ISBN 978-3-8308-0701-8

Schrader, K., Dietrich, R. (2011): Gewächshäuser und Heizungsanlagen im Gartenbau. Ulmer-Verlag. Stuttgart. ISBN 978-3-8001-7582-6

Schuster, I. (2006): Leitfaden Bioenergie im Gartenbau. Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e.V.. Gülzow. ISBN 978-3-00-020655-9

Einzelnachweise

  1. Lange, D., Hack, G., Belker, N., Brockmann, M., Domke, O., Krusche, S., Sennekamp, W., Viehweg, F.-J.: Rationelle Energienutzung im Gartenbau, Verlag Viehweg, Braunschweig/Wiesbaden, 2002, ISBN 3-528-03189-1, S. 55