BMHKW

Wie funktioniert ein Biomasseheizkraftwerk (BMHKW)?

Was ist ein BMHKW?

Ein BMHKW ist ein Heizkrafttyp, der durch die Verbrennung von Biomasse sowohl Strom als auch Wärme erzeugt. Als Biomasse bezeichnet man nachwachsende pflanzliche Rohstoffe, aus denen Energie gewonnen werden kann. Für das BMHKW kommen üblicherweise Holzhackschnitzel, Holzpellets und Stroh zum Einsatz.

BMHKWs arbeiten nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und erreichen so hohe Wirkungsgrade. Neben dem elektrischen Strom entsteht bei der Verbrennung der Biomasse Wärme, die bei normalen Biomassekraftwerken in der Umgebung verloren geht. Bei einem BMHKW wird diese Wärme wiederum genutzt, wodurch Wirkungsgrade zwischen 80 und 90% realisiert werden können.

 

Welche Anlagetypen gibt es?

Die meisten Heizkraftwerke arbeiten nach dem Dampfkraftprozess. Dabei wird Wasser durch die Verbrennung von Biomasse erhitzt und verdampft. Anschließend wird der Wasserdampf auf eine Dampfturbine geleitet, um Strom zu erzeugen. Dieser Strom wird für eine Einspeisevergütung in das Übertragungsnetz eingespeist oder vor Ort genutzt. Mit der übrigen Wärme kann ein Fernwärmenetz versorgt werden. Die entstandenen Gase werden in einer Abgasreinigungsanlage gereinigt und über einen Kamin emittiert.

BMHKW

Bildquelle: Agentur für Erneuerbare Energien

 

Weitere Anlagetypen sind Organic-Rankine-Cycle-(ORC)-Anlagen und thermische Biomassevergaseranlagen.

Beim ORC-Prozess wird statt Wasser ein organisches Arbeitsmittel verwendet, das bei niedrigen Drücken verdampft. Die Wärme aus der Biomasseverbrennung kann dem ORC-Prozess allerdings nicht direkt zugeführt werden, da sie zu heiß ist. Um eine Überhitzung und damit Zerstörung des organischen Arbeitsmittels zu verhindern, wird ein Thermoöl- oder Heißwasserkreislauf zwischen die Biomassefeuerungsanlage und den ORC-Prozess geschaltet, welcher die Wärmeenergie der Biomasseverbrennung auf das organische Arbeitsmittel überträgt. Die Wärme des Thermöls wird dem Arbeitsmittel zugeführt, wodurch es verdampft. Das gasförmige Fluid wird anschließend einer Turbine zugeführt, die Strom erzeugt.

Beim thermischen Biomassevergaseranlagen wird Biomasse durch Pyrolyse vergast. Pyrolyse bezeichnet die thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen durch hohe Temperaturen (200–900 °C), die einen Bindungsbruch innerhalb großer Moleküle in kleinere erzwingen. Das Abgas wird im heißen Zustand vorgereinigt, danach abgekühlt, gefiltert und anschließend zur Stromerzeugung weiter genutzt.

 

Vorteile eines BMHKWs

Ein Vorteil der BMHKWs ist ihre hohe Effizienz. Das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung führt zu hohen Wirkungsgraden, die sowohl aus ökologischer Sicht als auch aus wirtschaftlicher Sicht rentabel ist. Während Biomassekraftwerke nur den Strom nutzen und somit nur einen Wirkungsgrad von 30% erreichen, können durch die Mitnutzung der entstehenden Wärme wesentlich höhere Wirkungsgrade realisiert werden. Dies reduziert den Bedarf an natürlichen Ressourcen und steigert den Output.

Darüber hinaus sind die BMHKW prinzipiell als CO2 neutral anzusehen, da dieselbe Menge CO2 emittiert wird, wie die Pflanze während ihres Wachstums gebunden hat. Hierbei darf nicht vergessen werden, dass die Ernte, der Transport und die Aufbereitung der Biomasse nicht immer klimaneutral erfolgen. Ebenso positiv ist der Aspekt, dass BMHKW mit Abfallprodukten befeuert werden können, wodurch Ressourcen nach dem Prinzip der „circular economy“ (Kreislaufwirtschaft) geschont werden. Die Möglichkeit der Lagerung von großen Mengen an Biomasse ist ein zusätzlicher Pluspunkt, da durch diesen Vorrat eine stetige Energieversorgung garantiert werden kann.

Ein weiterer positiver Aspekt ist, dass man mittels BMHKW eine lokale, dezentrale Energieversorgung sicherstellen und die Strombereitstellung flexibel gestalten kann. Dies wird in Deutschland durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) gefördert. Haushalte oder Unternehmen können Strom unabhängig vom Stromnetz beziehen und nicht genutzte Energie in das Netz einspeisen. Dadurch werden kleine Regionen gestärkt, die lokale Wirtschaft profitiert und die Umwelt wird geschont.

 

Quellen: heizung.de, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie, Energieatals Bayern, Öko-Institut e.V. , C.A.R.M.E.N e.V. und Wikipedia

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