Neues Einsatzfeld für Gaswärmepumpen: Energetische Optimierung von Biogasanlagen

Gaswärmepumpen binden kostenlose Umweltwärme in einen Heizkreislauf ein. Für den Antrieb sorgen je nach Prinzip Gasmotoren oder Gasbrenner in thermischen Verdichtern. Als Brenngas kommen die meisten marktverfügbaren Gase in Betracht, also Erdgas, Biomethan oder Flüssiggas. Im Einsatzfall als Gebäudeheizung erreichen Gaswärmepumpen damit Primärenergiefaktoren, die mit anderen Heizungstechnologien nur mit unvertretbar hohem, technologischem Aufwand zu erreichen wären.

Biogasanlagen nutzen archaische Bakterien, um in großen Behältern Biomasse und tierischen Wirtschaftsdünger zu Biogas zu vergären. Das mit einem Methananteil von etwa 40 bis 60 % entstehende Biogas wird meist direkt an der Biogasanlage in speziell angepassten Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Erzeugung von Strom und Wärme verbrannt. Alternativ wird das Biogas zu Biomethan mit einem Methananteil von mehr als 90 % aufbereitet.

Gaswärmepumpen optimieren Biogasanlagen

Gaswärmpumpen können BHKW in puncto Stromerzeugung nicht ersetzen. Was aber können die hocheffizienten Geräte dann für die Energiebilanz einer Biogasanlage tun? Der C.A.R.M.E.N. e. V. hat dazu im April einen komplett neuen Ansatz veröffentlicht. Anstatt sich auf die effiziente Verbrennung des Biogases zu konzentrieren, greifen die Biogas-Experten von C.A.R.M.E.N. auf eine andere Weise in die Biogasanlage ein.

Biogasanlagen müssen beheizt werden, damit die Bakterien ihre optimale Umgebungstemperatur erhalten. Bei den meisten landwirtschaftlichen Anlagen sind dies ca. 35 bis 40 °C. Beinahe täglich wird einem Biogasfermenter frisches Substrat zugeführt und im gleichen Maß muss ausgegorenes Substrat entnommen werden. Dieses so genannte Gärprodukt ist bei der Entnahme so warm wie der Innenraum des Fermenters. Installiert man nun an der Entnahmestelle einen Wärmeübertrager, kann die sonst verlorene Fermenterwärme einer Gaswärmepumpe zugeführt werden.

Für die Gaswärmepumpen ist die Wärmequelle irrelevant. Sie ist in der Lage, das sehr niedrige Abwärmeniveau des Gärrestes auf bis zu 90 °C anzuheben, wodurch die Wärme eine vollwertige Heizenergie darstellt. Insbesondere bei Biomethananlagen, bei denen Wärme oft ein knappes Gut ist, können Gaswärmepumpen auf Basis von Fermenterwärme den Energieverbrauch reduzieren. Das ist aber noch nicht alles. Denn wenn eine Gaswärmepumpe die Wärme aus dem Gärrest aufnimmt, kühlt sie den Gärrest ab. Dadurch wird das Ausgasen von Schadstoffen wie Ammoniak reduziert.

Mit seinem lesenswerten Artikel zeigt der C.A.R.M.E.N. e. V. einmal mehr, dass es sich lohnt, auch mal abseits ausgetretener Denkpfade unterwegs zu sein. Den vollständigen Artikel, der noch weitere Einsatzpotenziale für Gaswärmepumpen an Biogasanlagen beleuchtet, können Sie auf der C.A.R.M.E.N.-Webseite nachlesen.