Strategie

Die Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen, die Elektroenergie erzeugen, wird maßgeblich vom Wirkungsgrad des Verbrennungsmotors des Blockheizkraftwerks beeinflusst. Insofern führen Effizienzverbesserungen und Schadstoffminderungen bei der motorischen Verbrennung zu einer Steigerung der Wirtschaftlichkeit. Allerdings sind der Optimierung des BHKWs in Bezug auf das Wirkungsgradmaximum Grenzen gesetzt. Durch die neuen Grenzwerte werden diese Beschränkungen steigen.

Das Ziel des Vorhabens ist es daher, den beschriebenen Teufelskreis zu durchbrechen und die Entstehung der Schadstoffe bereits bei der innermotorischen Verbrennung zu reduzieren. Somit kann der Gesamtwirkungsgrad des BHKW zum einen durch die verbesserte Verbrennung und zum anderen durch die geringeren Anforderungen an das Abgasnachbehandlungssystem gesteigert werden.

Die in diesem Vorhaben zu untersuchende Möglichkeit der Absenkung des Schadstoffausstoßes bei gleichzeitigem Wirkungsgradvorteil ist die Zugabe eines Verbrennungsmoderators zum Brennstoff/Luft-Gemisch in den Verbrennungsmotor. Im Umfeld einer Biogasanlage bietet sich Wasserstoff als Verbrennungsmoderator an. Er kann entweder durch eine Trennung der Stufen des Fermentationsprozesses (gesonderte Hydrolyse) oder durch die Umwandlung des Biogases in ein wasserstoffreiches Gas durch die Nutzung der Abwärme der BHKWs vor Ort (thermochemische Rekuperation) erzeugt werden. Außerdem ist die Gewinnung von hochreinem Wasserstoff durch eine Wasserelektrolyse denkbar.

Am Ende des Projekts wird ein hochflexibles und validiertes Prinzip zur Einhaltung der neuen Grenzwerte für Bestands- und Neuanlagen von Biogas-BHKW vorliegen, welches an beliebige Biogasanlagen angepasst werden kann sowie standortspezifische und technologische Randbedingungen dieser berücksichtigt.