Neue Herausforderungen für Blockheizkraftwerke in der Power-to-Gas-Technologie

Die Einspeisung von erneuerbar erzeugtem Wasserstoff in das Erdgasnetz verändert die anfänglichen Gaseigenschaften wie beispielsweise den Heizwert. Im Betrieb von Blockheizkraftwerken mit Gasmotoren kann es durch den Einsatz des modifizierten Gasgemisches bei erhöhten Wasserstoffanteilen zu Leistungs- und Wirkungsgradeinbußen kommen [1]. Aufgrund dieses Effekts besteht der Bedarf an systematisch erfassten Daten über den Einfluss des Wasserstoffes auf den wirtschaftlichen Motorbetrieb und somit auf den effektiven Wirkungsgrad und die effektive Leistung an der Motorwelle. Die Grenzwerte nach der technischen Anleitung zur Reinhaltung der Luft für Stickoxide, Kohlenmonoxide und Formaldehyde sind dabei in jedem Betriebsregime einzuhalten. Umfangreiche Messprogramme an einem stationär arbeitenden Gasmotor veranschaulichen die Auswirkung des Wasserstoffes (0 bis 21 Volumenprozent im Brenngasgemisch) auf den Wirkungsgrad, die Leistung und die Emissionen. Während der effektive Wirkungsgrad im Betrieb mit zunehmendem Wasserstoffanteil um vier Prozent gesteigert werden konnte, wurde die Leistung bis 10 Volumenprozent Wasserstoffanteil im Brennstoffgemisch bei eingehaltenen Emissionsgrenzen beibehalten. Für höhere Wasserstoffbeimischungen wurden gezielt Methoden zur Kompensation des Leistungsabfalls untersucht.