Zurück zur Übersicht

Wie betreibt man Mini-KWK-Anlagen optimal?

Minikraftwärmekopplungsanlagen leisten bis zu 15 Kilowatt und eignen sich besonders dafür, kleinere Mehrfamiliengebäude zu heizen. Zwar ist das Ergebnis – Wärme und Strom – bei allen Geräten das gleiche, die verschiedenen Typen unterscheiden sich aber durch ihre Antriebsweise. Während in Brennstoffzellen eine elektrochemische Reaktion abläuft, nutzen andere Mini-KWK das klassische Motorenprinzip um einen Kolben anzutreiben. Auch beim Brennstoff sind die Optionen vielfältig: Brennstoffzellen brauchen hochwertig aufbereitetes Gas, Stirlingmotoren hingegen arbeiten mit einer Vielzahl von Brennmaterialien.

In einer Simulationsrechnung, die den Verbrauch eines Fünfpersonenhaushaltes nachahmte, untersuchte das Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE), wie wirtschaftlich und ökologisch sinnvoll die verschiedenen Systeme sind. Dazu verglichen sie den Anteil, den die Anlagen zum Strom- und Primärenergiebedarf eines Hauses leisteten. Außerdem entwickelten die Experten ein Betriebsführungssystem, das hilft, die Versorgung sowohl im strom- als auch im wärmegeführten Betrieb sicherzustellen.

Projektdaten

Projektnummer 2002-05
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Fraunhofer ISE
Laufzeit November 2002 bis März 2004
Zuschuss 150.515

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Energetische Nutzung von Maisstroh als landwirtschaftlicher Reststoff
Oberrheinebene

Maisstroh für die Biogasproduktion

Auf bis zu 50 Prozent der Felder am Oberrhein wächst Mais. Dabei handelt es sich überwiegend um Körnermais, also Mais, der vor allem zu Stärke für die Nahrungs- und Pharmaindustrie weiterverarbeitet wird. Anders als beim Silomais, wo die ganze Pflanze verwertet wird, bleibt hierbei das Maisstroh übrig, als ein großer Teil der Pflanze. Es verbleibt gewöhnlich auf dem Feld, wo es die Landwirte häckseln und in den Boden einarbeiten. Trotzdem zersetzt sich das grobe Stroh nur langsam. Gemeinsam mit Landwirten aus der Region erprobte die badenovaWÄRMEPLUS nun, inwiefern sich das Stroh als Substrat für Biogasanlagen eignet und ob es überhaupt wirtschaftlich eingesetzt werden kann. Das Projekt untersuchte dafür, wie man die Maisstrohernte möglichst effizient in den bisherigen Ablauf integrieren kann. Das ist besonders wichtig in der Rheinebene, wo viele Landwirte relativ kleine Felder bewirtschaften und oft nicht über eigene Erntemaschinen verfügen. Auch die sehr unterschiedliche Bodenbeschaffenheit stellt große Ansprüche. Dafür erprobte das Projektteam verschiedene Erntetechniken und Abläufe, alle mit dem Ziel, Boden und Landwirte möglichst wenig durch zusätzliche Fahrten und Ernteeinsätze zu belasten, und das Maisstroh zu bergen, bevor es kompostiert. Für eine Reihe von Maissorten analysierten die Mitarbeiter außerdem, welcher Zerkleinerungsgrad und welche Form der Silierung die höchsten Gaserträge ergeben. In den Erntejahren 2015 bis 2017 wurde das Verfahren angewandt und optimiert. Ziel war es, für die badenova-Biogasanlagen in Neuried und im Gewerbepark Breisgau aus den umliegenden Maisfeldern genug Stroh zu gewinnen, um 20 Prozent des Substratbedarfs zu decken. Die Ergebnisse der dreijährigen Untersuchungen im Rahmen des Projektes ‚Energetische Nutzung von Maisstroh‘ konnten zeigen, dass Körnermaisstroh als Reststoff ein qualitativ gut geeignetes und mit verfügbarer Bergetechnik nutzbares Biogassubstrat darstellt, das den Substratmix einer Biogasanlage kostengünstig ergänzen und dazu beit ragen kann, speziell angebauten Silomais zu substituieren. Alle Ergebnisse aus dem Projekt entnehmen Sie dem beigefügten Abschlussbericht. Darstellung drei wesentlicher Erkenntnisse aus dem Projekt: Maisstroh hat Potential für Biogassubstrat: Dies ergaben die Untersuchungen der Beprobungen, wobei die Methanhektarerträge durch Maisstroh etwa 20 bis 25 Prozent Silomais substituieren können, ohne dadurch zusätzlichen Flächenbedarf entstehen zu lassen. Maisstrohnutzung abhängig von Bodenbeschaffenheit und Organisation der landwirtschaftlichen Strukturen: Hier liegen die Vorteile bei großflächigen, zusammenhängenden und zusammengehörenden Flächen, die den Aufwand der Maisstrohernte gering halten. Zudem erhöht ein zu hoher Kiesbesatz auf den Ackerflächen den Verschleiß der eingesetzten Erntetechnik, welches ggf. ebenfalls zur Unwirtschaftlichkeit führen kann. Maisstrohnutzung abhängig von Materialaufbereitung: Neben der Bergung ist auch die Beschaffenheit des Materials entscheidend für die energetische Verwertung. Nur durch die Vorlagerung eines Zerkleinerungsvorgangs kann ein zur Maistrohnutzung geeignetes Material gewonnen werden.