04021 Maximierung der elektrischen Eigenerzeugung eines BHKWs unter ökologischen und finanziellen Gesichtspunkten
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In diesem Artikel wird eine Methodik zur Bewertung und zur Einordnung der CO2-Emissionen eines Blockheizkraftwerks erläutert und die Anwendung anhand einer realen Anlage beispielhaft dargestellt. Darauf folgend kann in Abhängigkeit vom Ergebnis beziehungsweise von der Zielsetzung des Unternehmens eine Anpassung des Betriebskonzepts des bestehenden Blockheizkraftwerks erfolgen, um die elektrische Eigenerzeugung zu steigern. Verminderte Kosten und CO2-Emissionen sind durch erhöhte Eigenerzeugung unter Rahmenbedingungen des Jahres 2020 die Folge. In Zukunft sind zumindest verringerte Energiekosten zu erwarten. Arbeitshilfen: von: |
1 Einleitung
Im Rahmen von Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wird zugeführte Brennstoffwärme in den meisten Fällen in elektrische Energie und Wärme umgewandelt. Dazu kommen im industriellen Umfeld im Normallfall Verbrennungsmotoren in Kombination mit Generatoren und Geräten zur Wärmeübertragung zum Einsatz. Untersuchungen zeigen trotz erheblicher Investitionskosten eine Vorteilhaftigkeit der gekoppelten Eigenerzeugung verglichen mit dem Fremdbezug elektrischer Energie mit ROIs von wenigen Jahren. Jedoch ist die möglichst weitreichende Nutzung der erzeugten Wärme notwendig und zieht eventuell die Notwendigkeit von Prozessanpassungen nach sich.
Thermische und elektrische Dauerlinie
Die Auslegung eines Blockheizkraftwerks (BHKW) erfolgt üblicherweise anhand der thermischen Dauerlinie des zu versorgenden Industriekomplexes. In Ermangelung einer angemessenen Messinfrastruktur oder eines Wärmenetzes zum Zeitpunkt der Planung wird zur Auslegung des BHKWs oftmals auf die elektrische Dauerlinie zurückgegriffen. Als Richtwert kann davon ausgegangen werden, dass für jede Einheit elektrischer Energie in etwa eine Einheit Wärme bereitgestellt werden kann (s. Abb. 2).
Die Auslegung eines Blockheizkraftwerks (BHKW) erfolgt üblicherweise anhand der thermischen Dauerlinie des zu versorgenden Industriekomplexes. In Ermangelung einer angemessenen Messinfrastruktur oder eines Wärmenetzes zum Zeitpunkt der Planung wird zur Auslegung des BHKWs oftmals auf die elektrische Dauerlinie zurückgegriffen. Als Richtwert kann davon ausgegangen werden, dass für jede Einheit elektrischer Energie in etwa eine Einheit Wärme bereitgestellt werden kann (s. Abb. 2).
Zudem ist oftmals die Nutzung der Wärme aus Sicht der Betreiber nebensächlich, da das BHKW vor allem zum Zweck der günstigeren elektrischen Energieerzeugung errichtet wird. Wenn jedoch die gleichzeitig erzeugte Wärme nicht genutzt werden kann, kann im wärmegeführten Betrieb auch keine elektrische Energie erzeugt werden. Somit ist es notwendig, entweder den Wärmebedarf des Unternehmens zu erhöhen oder alternative Ansätze zur Wärmeabfuhr in Erwägung zu ziehen.
