Which types of fuel are available?
Öl oder Flüssiggas haben als fossile Energieträger heute ausgedient. Erdgas als Brennstoff wird noch einige Jahrzehnte genutzt werden. Aber auch dies wird nicht ewig möglich sein, und ist gesetzlich begrenzt. Großtechnische Ersatzbrennstoffe werden diese fossilen Brennstoffe ablösen: Dazu zählen industrieller Wasserstoff oder Ammoniak.
Together with by-products obtained from biological processes (such as biogas, sewage gas, and mine gas), renewable raw materials (such as bio-liquid or LPG gas and biodiesel) will be the energy sources of the future.
Factors that limit the choice of fuel
Für die gesicherte Versorgung eines Erdgas-BHKW reicht ein einfacher Gasanschluss.
Bei einem Blockheizkraftwerk auf LPG -Basis ist ein zusätzlicher Tank notwendig, in dem der Brennstoff gelagert wird. Bei der Verwendung eines Holzvergasers oder –verbrenners muss wegen der geringen Energiedichte des Brennstoffs an eine ausreichend große Vorratshaltung des Holzes gedacht werden.
Dies sind alles Kostenfaktoren, die bei der in die Planung eines BHKW berücksichtigt werden müssen. Damit sich die Investition in die energetische Zukunft auch weiter bezahlbar gestaltet, sollten neben der technischen Verfügbarkeit und Durchführbarkeit, auch die staatliche Förderung auf Brennstoffe entsprechend genutzt werden. Dabei muss allerdings bedacht werden, dass nicht jedes geförderte Konzept auch für jedem Anwender geeignet ist.
Blockheizkraftwerk-Brennstoffe im Überblick
| Fossil fuels | Renewable fuels |
|---|---|
|
|
Fossil fuels
- Natural gas
- Liquefied gas
- Heating oil
Renewable fuels
- Biogas
- Vegetable oil
- Wood chips
- Pellets
- Hydrogen
BHKW-Brennstoff Gas
Wenn Gas als Brennstoff genutzt werden soll, wird Erdgas als fossile Quelle oder Biogas aus erneuerbaren Energien verwendet.
CHPs fuelled with natural gas
Erdgasbetriebene BHKW besitzen den größten Marktanteil. Das liegt zum einen daran, dass sie direkt an das lokale Gasnetz angeschlossen werden können. Dies bietet zum einen den Vorteil, dass ein separates Depot für den Blockheizkraftwerk Brennstoff, wie etwa bei Flüssiggas, nicht notwendig ist und nicht nachgefüllt werden muss. Zum anderen ist dieser Brennstoff für jede BHKW-Leistung verfügbar.
Liquefied gas CHPs
Liquefied gas is a mixture of propane and butane. It offers CHPs the same advantages as when fuelled by natural gas. Liquefied gas is mainly used when there is no gas connection or it is not possible to lay a gas pipeline, which means that separate storage tanks need to be installed either underground or above-ground. Since 2020, changes to Germany’s Renewable Energy Sources Act (EEG) stipulate that new units must be fuelled with liquefied biogas.
CHPs fuelled with biogas
Eine Alternative zum Erdgas ist Biogas. Dieses wird aus regenerativen Energien gewonnen. Es wird in Biogasanlagen erzeugt und entsteht durch die Vergärung von Lebensmittelresten, Pflanzen oder Gülle. Auch Deponie- und Klärgas werden häufig unter dem Begriff Biogas gefasst. Es wird aus Biomasse, in Kläranlagen oder Mülldeponien hergestellt.
Das Gas wird aufgearbeitet, bis es Gasnetzqualität hat und dann eingespeist. Es kann aber auch direkt vor Ort verstromt werden. Dann kann seine Abwärme dem Gärprozess bzw. in ein Nahwärmenetz zugeführt werden. Bei der ungereinigten Gasverwendung ist bei BHKW-Anlagen ein höherer Verschleiß festzustellen, der beachtet werden muss. Die Verwendung von Biogas unterliegt einer gesonderten staatlichen Förderung.
Ölbetriebene BHKW
BHKW-Brennstoff Heizöl
Heizöl wird als fossiler Energieträger aus Erdöl gewonnen. In Deutschland verwendete man früher leichtes, schwefelarmes Heizöl, das dann in Dieselmotoren verbrannte. Doch heizölbetriebene BHKW waren wartungsintensiver. Der Grund dafür ist die unsaubere Verbrennung. Außerdem wiesen sie im Vergleich zu erdgasbetriebenen BHKW eine kürzere Lebensdauer auf. Eine Neuerrichtung von geförderten BHKW-Anlagen mit Heizöl ist nach einer Gesetzänderung im EEG 2020 nicht mehr zulässig.
CHP fuel: vegetable oil or biodiesel
Pflanzenöl wird aus Ölpflanzen, z. B. aus Soja, Raps oder Palmöl, gewonnen. Um dieses Öl verwenden zu können, wird ein Dieselmotor gebraucht, bei dem kraftstoffbedingt mit erhöhten Wartungs- und Kontrollaufwand gerechnet werden muss. Der Bio-Kraftstoff muss kühl und vor UV-Strahlung geschützt gelagert werden. Wegen seiner chemischen Komponenten ist er nur begrenzt lagerfähig.
Vegetable oil is an environmentally friendly alternative to heating oil. Although rapeseed oil is mostly used in Germany, other energy plants such as soy plants or oil palms are additional options. However, large agricultural areas are needed to produce these industrial monocultures which then also leach the soil. As currently defined in Germany’s Renewable Energy Sources Act (EEG), fuel from pure “oil substitutes” does not comply with a sustainably managed raw material cycle.
BHKW Brennstoff Holz
As wood comes from renewable energy sources, wood chips or wood pellets can be used to fuel cogeneration plants. In this process, wood gasifiers generate wood gas from wood - this gas is then ultimately used as fuel. Wood-powered CHP units, however, require more maintenance.
Wood chips
Hackschnitzel eignen sich als BHKW-Brennstoff besonders für große BHKW, die über eine lange Laufleistung, viele Einsatzstunden und günstige Rohstoffquellen verfügen. Aus den Hackschnitzeln entsteht Holzgas, welches durch sauerstoffarme Verschwelung gereinigt und abgekühlt wird. Danach kann es dem BHKW zugeführt werden. Durch ein Zweistufensystem ist es möglich, die Wärme ideal als Heizenergie zu verwenden. Zunächst wird das Gas über einen Wärmetauscher gekühlt. Dann kann es anschließend als Verbrennungsgas direkt im BHKW genutzt werden. Die wirtschaftlich notwendige Verschwelung über eine eigene Holzverbrennung erhöht zusätzlich den Brennstoffbedarf der Anlage.
Wood pellets
Holz in Form von Pellets kann ebenso in Blockheizkraftwerken in automatischen Heizanlagen eingesetzt werden. Holzpellets sind zusammengepresste kleine Holzstäbchen. Sie bestehen aus Sägemehl und weiteren Holzabfällen. Sie besitzen einen hohen Energiegehalt. Für einen störungsfreien Betrieb ist die Qualität der Pellets sehr wichtig.
BHKW-Brennstoff Wasserstoff
Aktuell ist es nur möglich Blockheizkraftwerke mit Wasserstoff durch eine Brennstoffzelle oder über eine direkte Verbrennung zu betreiben. Eine technische Herausforderung ist die momentane energieintensive Lagerung des direkten Brennstoffs. Deswegen wird dieser Brennstoff oft aus Gas gewonnen. Die Umwandlung von Gas in Wasserstoff erfolgt dabei direkt vor Ort. Die Brennstoffzelle wandelt dann durch eine elektrochemische Reaktion Wasserstoff und Sauerstoff in Wärme und Strom um.
Eine Umrüstung eines Verbrennungsmotors auf Wasserstoff ist heute schon technischer Alltag. Allerdings sollte man wissen, dass die Brennstoffzellen, die momentan erhältlich sind, bei den Anschaffungskosten hoch sind - zur gelieferten Leistung. Für die Anlagenbauer zeigte sich, dass die Integration von leistungsstarken Brennstoffzellen in Heizsystemen schwierig ist. Dieser Zustand ist aber gerade dabei sich zu wandeln. Kompakte und leistungsstarke Systeme werden mit entsprechender Erzeugungstechnologie sicher bald zu Verfügung stehen.
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