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Effizienzsteigerung durch Modellkonfiguration in BHKW-Anlagen

Projektnummer

F20-09-1-128; 10.08.18.7-09.36

 

Laufzeit / Status

12.2009 - 11.2011 / abgeschlossen

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F_2840.pdf

Projektdetails

Beteiligte

 

Hochschule Amberg-Weiden, Institut für Energietechnik IfE GmbH (Bearbeiter)

Prof. Dr.-Ing. Markus Brautsch (Bearbeiter)

Cluster

Energieeffizienz und erneuerbare Energien im Gebäude- und Quartiersbereich

Projektbeschreibung

Im Rahmen eines zweijährigen Forschungsvorhabens wurden am IfE Modellkonfigurationen zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und CO2-Bilanz von Blockheizkraftwerken entwickelt. Blockheizkraftwerke (BHKW) zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz aus, da bei der gekoppelten Stromerzeugung die Abwärme nicht wie bei konventionellen Kraftwerken ungenutzt an die Umgebung abgeführt wird, sondern z.B. für Heizwecken oder als Prozesswärme in Industriebetrieben eingesetzt wird. Bestehende Anlagen nutzen ihre wirtschaftlichen und ökologischen Potentiale jedoch oftmals nicht voll aus, da sie nicht mehr dem Stand der Technik entsprechen, eine ungünstige Betriebsweise aufweisen oder nicht auf die aktuellen gesetzlichen Rahmenbedingungen abgestimmt sind. Vor diesem Hintergrund wurden vom IfE über einen Zeitraum von zwölf Monaten zunächst die realen Betriebsdaten von 18 bundesweit ausgewählten Blockheizkraftwerken (darunter eine Brennstoffzelle und sieben Anlagen in Bundesliegenschaften) erfasst und energetisch, wirtschaftlich und ökologisch bewertet. Dabei zeigte sich bei der Mehrzahl der Anlagen Potential die Kosten und CO2-Emissionen zu senken, z.B. durch Ersatz veralteter BHKW-Module mit modernen und effizienteren Aggregaten, Erweiterung um zusätzliche Module oder Umstellung auf einen regenerativen Brennstoff. Anhand der real existierenden Anlagen wurden daraufhin alternative Modellkonfigurationen entwickelt, die beispielhaft Möglichkeiten zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit und Minderung der Treibhausgasemissionen darstellen. Die Spanne der Modellkonfigurationen reicht dabei von einfachen nichtinvestiven Maßnahmen, wie z.B. die Optimierung der Wartungstermine oder die Umstellung von Erdgas auf Biomethan, über die Nachrüstung von Systemen zur Abgasnachverstromung bis hin zum Umbau des gesamten Energiesystems, z.B. auf Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung. Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen können die spez. Energiekosten der untersuchten Systeme im Mittel um ca. 9,0 Prozent und die CO2-Emissionsfaktoren für die Strom- und Wärmebereitstellung um 11,6 bzw. 10,8 Prozent gesenkt werden.

Schlagwörter

Heizungsanlage; Kraft-Wärme-Kopplung; Blockheizkraftwerk; Effizienzsteigerung; Wirtschaftlichkeit; Kostensenkung; Umweltverträglichkeit; Emissionsminderung; CO2-Emission; Anlage; Auslegung; Dimensionierung; Betrieb; Konfiguration; Modell; Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung; Biogas; Methangas; Abgas; Holzgas; Brennstoffzelle; Erweiterung; Modernisierung; Betriebsführung;

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