FALLSTUDIE Power Generation

Biogas-Anlage in Löningen mit mtu-Motoren im Langzeitversuch - Garantiert Einspeisevergütung für Betreiber einer BHKW-Anlage

Veröffentlicht am 03 März 2017

Die GF-Bio-Energie Hasetal GmbH in Löningen löste bereits 2008 ihre Zündstrahl- Maschinen durch Biogas-Ottomotoren von mtu ab. Im Sinne maximaler Wirtschaftlichkeit strebt der Betrieb eine hohe Leistung pro Blockheizkraftwerk (BHKW) an. Daher bestand großes Interesse, nach den positiven Erfahrungen mit den 350-Kilowatt-Motoren den neuen großen Megawatt-Motor der Baureihe 4000 zu erproben. Seit 2009 ist diese Maschine das „beste Pferd im Stall“ der Löninger.
Details

Wer

GF-Bio-Energie Hasetal GmbH

Was

BHKW-Modul GC 1166 B5 zur Erzeugung von Strom und Wärme

Wie

Wo

Löningen im Oldenburger Münsterland

Als die Margen für Mais, Getreide und Kartoffeln Ende der 1990er Jahre zurück gingen, suchten viele Landwirte nach alternativen Einnahmequellen – das Interesse an Biogas- Blockheizkraftwerken stieg. Auch die Brüder Reinhard und Hermann Groß, damals bereits Betreiber einer Gülle-Börse, erkannten in der Biogasverwertung ein solides Standbein. Landwirtschaftliche Abfälle, Energiepflanzen, Gülle oder beispielsweise Hähnchenmist zu Strom und Wärme zu machen, versprach höhere Erlöse als das Vermarkten der Ernte auf dem Nahrungsmarkt, denn in Deutschland wird Strom aus Biogas zu festen Sätzen vergütet.
Die im BHKW parallel anfallende Wärme lässt sich im Vergärungsprozess nutzen oder dient kommunalen Einrichtungen der näheren Umgebung zum Heizen. Im Jahr 2001 setzten die Brüder ihre Pläne in die Tat um und errichteten eine Biogasanlage mit zehn Zündstrahlmotoren mit je 80 Kilowatt (kW) in der Maschinenhalle der extra gegründeten GF-Bio-Energie Hasetal GmbH.

Neue BHKW-Module von mtu


Strengere Emissionswerte und der Wunsch nach zuverlässigen, leistungsstarken Aggregaten und höheren Wirkungsgraden führten dazu, dass die Anlagenbetreiber ihr Konzept sieben Jahre später überdachten. Sie mischten die Karten neu und setzten auf Otto-Motoren. Drei BHKW-Module der Marke mtu mit Motoren der Baureihe 400 und jeweils 350 kW elektrischer Leistung lösten die Zündstrahler ab. Die Zuverlässigkeit dieser 400er-Module überzeugte. Daher zögerte das Löninger Team nicht lange, als sich die Chance bot, ein Vorserienmodell des großen Biogas-Motors der Baureihe 4000 zu erhalten. Zwölf Zylinder, 1.166 kW elektrische und mehr als 1.300 kW thermische Leistung waren attraktive Eckwerte und die im Verhältnis zur Leistung kompakten Abmessungen kamen ebenfalls gelegen, um das Biogas optimal zu nutzen.
Ein wesentlicher Pluspunkt des großen Motors sind seine Wartungskosten: Bei einer großen Maschine braucht man zum Beispiel nur einmal den Ölwechsel oder Zündkerzentausch durchzuführen. Für die gleiche Leistung sind etwa drei 400er-Maschinen erforderlich, entsprechend höher ist der Zeitaufwand für die Wartung und die Inspektionen.

Biogas-Variante des 4000er-Motors überzeugt


Obwohl die Biogas-Variante des 4000er-Motors ein Vorserienmodell war, hatten die Entscheider keinen Zweifel an dessen Güte. Schließlich baut das Aggregat auf einem langjährig bewährten Dieselmotor auf, aus dem mtu zuvor bereits eine zuverlässige Erdgasmaschine abgeleitet hatte. Für den Biogaseinsatz waren selbstverständlich konstruktive Änderungen erforderlich: Der Biogas-Motor unterscheidet sich von seinem Erdgas-Pendant durch robuste neue Stahlkolben, eine andere Brennraumgeometrie, seine fülligere Nockenform zugunsten einer größeren Ventilöffnung und vieles, vieles mehr. Auch dem Motormanagement, das die Verbrennung an den Methangehalt des Brennstoffs anpasst und verschleißtreibendem Klopfen vorbeugt, vertrauten die Pilotanwender. Denn die mtu-Entwickler haben bei der neuen Maschine vor allem auf höchste Zuverlässigkeit Wert gelegt. Trotz der defensiven Auslegung weist der Motor einen sehr guten elektrischen Wirkungsgrad von 42,5 Prozent auf.

Nach Probelauf fest eingeplant


Der 4000er-Motor hat sich bei der GF-Bio- Energie Hasetal bewährt und bewies seine Qualität auch im Labor: Nach einem halben Betriebsjahr wurde der Motor im mtu-Werk Friedrichshafen zerlegt und vermessen. Das Resultat: Auch die neu konstruierten Komponenten glänzten mit äußerst niedrigem Verschleiß. Wieder zusammengebaut, verrichtet diese Maschine nun weiter Dienst im Münsterland. In dem zwölf Monate dauernden Probebetrieb lief sie bereits über 7.500 Stunden, und sie brummt auch heute kraftvoll in der Maschinenhalle in Löningen.
Die Brüder Groß planen den 4000er bereits fest als künftige Grundlastmaschine ein. Die kleineren 400er-Module sollen als Satelliten- BHKWs ausgelagert werden. Diese Satelliten werden verbrauchernah Strom und Wärme erzeugen und Biogas über Pipelines beziehen. So möchten die Betreiber die Wärmenutzung optimieren. Der Satelliten-Betrieb steigert den Gewinn, da er Verluste für den Wärmetransport vermeidet, und er schont das Klima.
Schließlich ersetzt die „Bio-Wärme“ Heizenergie, die sonst mit fossilen Brennstoffen erzeugt würde. Die Umwelt profitiert übrigens auch von der jüngsten Investition der GF-Bio-Energie Hasetal: mit der Nachrüstung des 4000er-Motors mit einem Katalysator. Er senkt den Formaldehyd-Ausstoß, und die Brüder erhalten nun neben den Stromerlösen einen zusätzlichen Formaldehyd-Bonus.