Blockheizkraftwerk

Ein Blockheizkraftwerk (kurz: BHKW) ist eine Anlage zur gleichzeitigen Erzeugung von Wärme und Strom. Sie arbeitet nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Bei diesem Verfahren wird bei der Stromherstellung aus Brennstoffen aller Art die entstehende Wärme so ausgekoppelt, dass sie anderweitig wieder verwendet werden kann – einerseits direkt in der Anlage (zum Beispiel zum Beheizen des Fermenters), andererseits in Form von Fernwärme zum Beheizen von Haushalten und sonstigen Gebäuden. Die Abwärme, welche während des Stromerzeugungsprozesses entsteht wird also gezielt genutzt und nicht umgenutzt an die Umwelt abgegeben. Grundsätzlich muss bei Blockheizkraftwerken zwischen einem wärmegeführten und einem stromgeführten Modell unterschieden werden. Von einem wärmegeführten BHKW spricht man, wenn sich die Leistung der Anlage nach dem lokal vorhandenen Wärmebedarf richtet – wie es zum Beispiel bei kleinen Biogasanlagen in landwirtschaftlichen Betrieben der Fall ist. Der zusätzlich erzeugte Strom ist dann quasi ein Nebenprodukt und kann teilweise selbst verbraucht und teilweise ins Netz eingespeist werden. Anders bei stromgeführten Blockheizkraftwerken. Hier richtet sich die Kapazität der Anlage vorwiegend nach dem Strombedarf. Dabei fällt die Wärme als Nebenprodukt an und kann entweder in speziellen Pufferspeichern für den späteren Gebrauch gespeichert werden, oder – bei einem großen Überschuss – über einen Notkühler an die Umgebung abgegeben werden. Zur besseren Auslastung eines Blockheizkraftwerkes kann in den wärmeren Jahreszeiten, d.h. wenn weniger Wärmebedarf vorhanden ist, zusätzlich eine Absorptionskältemaschine angekoppelt werden, welche statt Wärme nun Kälte erzeugt, die z.B. zum Betrieb von Klimaanlagen genutzt werden kann. Bei kleineren Biogasanlagen ist das Blockheizkraftwerk in der Regel der Biogasanlage direkt angeschlossen. Der erzeugte Strom wird dabei in das öffentliche Stromnetz eingespeist. Die Wärme kann – wie bereits beschrieben – sowohl zum Beheizen des Fermenters genutzt werden, als auch für die Heizung des dem Hof angeschlossenen Wohnhauses und/oder der Stallungen. Sollte immer noch ein Wärmeüberschuss bleiben, kann dieser in ein Fernwärmenetz eingespeist und zum Beheizen anderer Häuser genutzt werden. Wie funktioniert nun ein solches Blockheizkraftwerk genau? Das Herzstück des Kraftwerks bildet bei der Biogasnutzung in der Regel ein Gas-Verbrennungsmotor. In ihm wird das Biogas, welches zuvor mit Luft angereichert wurde, verbrannt. Die Kurbelwelle des Verbrennungsmotors ist dabei mit der Welle eines Generators verbunden, der durch die Bewegung elektrische Energie, d.h. Strom erzeugt. Im Kühlmantel des Motors sowie in Rohrleitungen, die sich am Abgastrakt befinden, wird Wasser im Laufe des Verbrennungsvorgangs durch die Abwärme aufgeheizt. Das Rohrsystem ist jedoch kein geschlossener Kreislauf, sondern es wird ständig aufgeheiztes Wasser entnommen und frisches, kaltes Wasser zugeführt. Das aufgeheizte Wasser kann dann direkt über Rohrleitungen als Warmwasser in Haushalten verwendet werden. Ebenso ist es möglich, das Wasser verdampfen zu lassen und den Wasserdampf zum Beispiel für industrielle Zwecke zu verwenden. Dies ist allerdings nur bei größeren Blockheizkraftwerken sinnvoll. Theoretisch ist auch möglich, die Wärme des erhitzten Wassers über einen zweiten Wärmetauscher an die Luft anzugeben und die aufgewärmte Luft zu verwenden. Bei relativ kleinen Biogasanlagen, wie sie beispielsweise auf landwirtschaftlichen Höfen zum Einsatz kommen, beträgt die elektrische Leistung in der Regel zwischen ein und fünf Kilowatt, die thermische Leistung beträgt dabei etwa 3-15 Kilowatt. Diese Leistung reicht aus, um das dem Hof angeschlossene Wohnhaus und die Stallungen zu beheizen sowie für die Heizung des Fermenters.