Relativ neu auf dem deutschen Markt ist der ORC-Anlagenhersteller Triogen. Die Anlagen nutzen die Abgaswärme von großen BHKW, um daraus Strom zu machen. Wir haben uns die Technik angesehen.
In Deutschland gibt es bereits einige Anbieter von Nachverstromungsanlagen, die die Abwärme des Blockheizkraftwerks (BHKW) zur Stromerzeugung nutzen. Sie arbeiten meist nach dem Organic-Rankine-Cycle (ORC) oder Steam-Rankine-Cycle (SRC)-Verfahren (siehe Kasten). Diese Anlagen erhöhen den Stromoutput der Biogasanlage je nach Wirkungsgrad zwischen fünf und zehn Prozent.
Viele Anbieter haben Modelle mit 10 bis 100 Kilowatt (kW) elektrischer Leistung, die zwischen 100 und 500 kW Wärmeleistung benötigen. Relativ neu auf dem deutschen Markt ist der niederländische Anbieter Triogen, der in Europa seit dem Jahr 2008 bereits 40 ORC-Anlagen meist an Biogasanlagen installiert hat.
Für große BHKW:
Triogen bietet ORC- Anlagen im höheren Leistungsbereich mit einer thermischen Eingangsleistung ab 590 kW an, wobei die Hochtemperatur-Anlage ein Temperaturniveau von 350 bis 530 °C aus dem Abgas benötigt. Für diese Wärmemengen sind also BHKW-Größen von 1 bis 2 MW (elektrisch) nötig. Die ORC-Anlage gibt es in zwei Größen: 100 kW elektrisch mit 17% Wirkungsgrad und 590 kW benötigter Wärmeleistung sowie 170 kW (el.) mit 18 % Wirkungsgrad und 940 kW Wärmebedarf. Rund 3 % des erzeugten Stroms (5 kW) benötigt die Anlage selbst u.a. für Umwälz- und Speisepumpe, Lüfter, Kompressor oder Elektronik. Die Anlage hat folgende technische Eigenheiten:- Sie arbeitet mit Direktverdampfung, nutzt also kein Thermoöl als Zwischenkreislauf. Die Wärme aus dem Abgas wird direkt auf das Arbeitsmedium übertragen.
- Als Arbeitsmedium verwendet Triogen das organische Lösungsmittel Toluol, weil es laut Hersteller einfach zu handhaben und günstig ist.
- Turbine und Generator sind auf einer Welle angeordnet, wodurch der Hersteller auf Dichtungen oder ein Getriebe verzichtet. Das soll Wartungskosten senken.
- Turbine, Generator, Rekuperator und Kondensator sind übereinander angeordnet, sodass der Platzbedarf bei ca. 15 m2 liegt.
- Nach der Verstromung stehen noch 680 kW bei bis zu 90 °C im Kühlwasser der ORC-Anlage zur Verfügung. Diese Wärme lässt sich weiterverwerten.
Die Anlage kostet je nach Peripherie etwa 450000 bis 650000 € beim Modul mit 170 kW. Damit liegen die Investitionskosten bei 2700 bis 3800 €/kW.
Der Strom lässt sich mit der Anlage einschließlich Kapitaldienst, Wartungs- und Instandhaltungskosten für ca. 8 bis 10 ct/kWh produzieren, verspricht der Hersteller. Diesen Strom kann der Anlagenbetreiber entweder ins Netz einspeisen, wofür er bei Inbetriebnahme nach dem 1.8.2014 die Vergütung des vorhandenen BHKW erhält (weitere Infos finden Sie im Kasten „Was Sie beim Kauf beachten sollten“).
Zur Selbstversorgung:
„Eine andere Möglichkeit ist die Nutzung des Stroms für den Eigenverbrauch“, erklärt Triogen-Geschäftsführer Henning von Barsewisch. Hierbei ist jedoch zu beachten, dass Betreiber bei Eigenstromnutzung 40 % der Umlage nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG-Umlage) auf den selbst verbrauchten Strom zahlen müssen. Da für das Jahr 2017 von rund 7 ct EEG-Umlage auszugehen ist, kämen pro kWh auf die 8 bis 10 ct Produktionskosten für den ORC-Strom noch 2,8 ct EEG-Umlage. Die Eigenstromversorgung lohnt sich daher nur, wenn der Betreiber den Strom für mehr als 10,8 ct je kWh einkauft. Läuft die Anlage mit 8000 Stunden im Jahr, könnte er damit aber rund 1,3 Mio. kWh Strom produzieren.Wegen der hohen Anschaffungskosten, ist für die Wirtschaftlichkeit der ORC-Anlage vor allem die Laufzeit entscheidend. „Wir empfehlen BHKW-Laufzeiten von mindestens 6000 Stunden im Jahr“, sagt von Barsewisch. Daher könnte die Wirtschaftlichkeit bei starker Flexibilität der Anlage kippen: Zwar haben dafür viele Anlagenbetreiber BHKW mit über 1 MW (elektrisch) installiert, fahren diese aber nur noch 4000 Stunden im Jahr und weniger. „Unter diesen Umständen würde sich die Amortisation der ORC-Anlage zu stark verlängern“, warnt Barsewisch.
Hinrich Neumann
