Effizienzgewinn bei Biogas-Verbrennungsmotoren möglich?

    Hallo liebe Forenmitglieder,

    derzeit beschäftige ich mich an der Uni vermehrt mit Biogasmotoren und deren (Kosten-)effizienz.


    In einem exemplarischen Kosten-Modell gehe ich von einer Effizienzsteigerung des Motors aus und hatte dabei folgende Frage zur Funktionsweise des Motors:

    Werden die Motoren bei einer "konstanten Leistung" betrieben? D.h. bei einem Effizienzgewinn würde entsprechend der Brenngasverbrauch bei gleichbleibender Leistung sinken und NICHT die Leistung erhöht werden (bei gleichbleibendem Brenngasverbrauch). Liege ich mit dieser Annahme richtig?


    Ich gehe grundsätzlich davon aus, dass die Aggregate sowieso auf ihrer höchsten Leistung für den Dauerbetrieb betrieben werden, um die oftmals riesigen Investitionskosten zu tilgen und der Brenngasverbrauch somit eine eher untergeordnete Rolle spielt.


    Bei der Technik bin ich selbst noch Neuling, würde mich entsprechend über eine Rückmeldung freuen!


    Viele Grüße :)

    Zunächst sollte klar sein, dass Biogasanlagen zwar technisch oft BHKW sind, aber im allgemeinen unter EEG betrieben werden.


    Nun bin ich kein Experte für Biogas, hatte aber gelegentlich schon den einen oder anderen Kontakt.


    Die Annahme, dass die immer mit maximaler Leistung fahren ist sicher nicht zutreffend. Im Gegenteil. Kein Motor hat bei maximaler Leistung den besten Wirkungsgrad. D. h. man wird anstreben, den Motor bei einer reduzierten Leistung mit maximalem Wirkungsgrad laufen zu lassen. Es gibt aber auch Schwankungen in der Gasproduktion der Anlage, die Einfluss auf die Stromerzeugung haben. Das einzige was man da fix sagen kann ist, dass da nichts fix ist.


    Aber warum spielt es eine Rolle für die Steigerung der Effizienz?

    Lesen gefährdet die Dummheit! Denken gefährdet Vorurteile!
    Der geistige Horizont mancher Menschen hat einen Radius von NULL. Das nennen sie dann Standpunkt.

    Hallo Neuling,


    ich arbeite bei einem BHKW Hersteller, und hoffe ich kann helfen. Ansonsten kannst du deine Frage auch gerne weiter präzisieren ;-).


    Zuerst einmal die Betriebsweise, früher war es "normal" den Motor 24/7 bei Volllast zu betreiben. Viele Betreiber haben sich aber von dieser Fahrweise verabschiedet und fahren Regelenergie. Das bedeutet die BHKW werden in Abhängigkeit zu den Börsenpreisen geregelt. Ständige Leistungswechsel sowie mehrere Starts am Tag sind die Folge.

    Wenn man rein die Effizienz betrachtet sollte demnach der Gasverbrauch bei gleichbleibender Leistung sinken. Der Wirkungsgrad/Effizienz steigt demnach. Es gibt aber die unterschiedlichsten Ansätze um einen Effizienzgewinn zu erreichen. Wir haben Module die bis zu 25% über der Nennleistung eines Herstellerblocks liegen, andere Module haben die Nennleistung eines Serienmotors, aber einen höheren Wirkungsgrad. Beides wird durch Umbauten erreicht.

    Vielen Dank für die interessanten Punkte von euch beiden!


    Ja genau, meine Formulierung "maximale Leistung" war in der Tat etwas unglücklich gewählt bzw. einfach falsch.


    Schlussendlich beantwortet die Aussage "Wenn man rein die Effizienz betrachtet sollte demnach der Gasverbrauch bei gleichbleibender Leistung sinken" meine Frage schon sehr gut.


    Also dass man wahrscheinlich versucht den Motor weiterhin in einem Arbeitspunkt mit gleichbleibender Drehzahl bzw. gleichbleibender Leistung zu betreiben, der notwendige Gasverbrauch dazu aber sinkt.


    Warum ist das relevant für meine ursprüngliche Fragestellung? Ich interessiere mich insbesondere für die Kosten bei einer Änderung des Wirkungsgrades.


    Dazu gibt es zwei Überlegungen, welche meine Frage motiviert haben:

    - Wenn der Wirkungsgrad steigt, die elektrische Leistung konstant bleibt und entsprechend der Brenngasverbrauch sinkt, dann reduziere ich meine Kosten um das eingesparte Brenngas. Dazu würde ich dann Einsparungen für das Brenngas in Höhe von (z.B.) 5 ct/kWh annehmen.


    - Jedoch: Wenn der Wirkungsgrad steigt, der Brenngasverbrauch konstant bleibt und entsprechend aber die elektrische Leistung des Aggregats steigt, könnte man stattdessen mit Opportunitätskosten von (z.B.) 20 ct/kWh rechnen. Quasi ein hypothetischer Gewinn welcher durch die Mehreinspeisung in das Netz bedingt ist und wofür dann die Einspeisevergütung zugrunde gelegt wird.


    Das sind einfach zwei unterschiedliche Ansätze, wie man einen solch einen Effizienzgewinn kostenseitig berücksichtigen könnte.


    Und um auch nochmal weiter ins Detail zu gehen: Untersucht wird der Effizienzgewinn durch Änderung des Arbeitspunktes des Motors zu höheren innermotorischen NOx-Emissionen. Dies bedingt den "Gewinn" in dem ganzen Szenario. Dem gegenüber stehen Mehrkosten, welche durch die Notwendigkeit einer Abgasnachbehandlung entstehen.


    Viele Grüße!