Move-Power GmbH
In einem Forschungsprojekt wurde in einen Standard-BHKW-Motor ein thermochemischer Rekuperator integriert. Das bewirkt eine erhebliche Erdgaseinsparung.
In einem gemeinsamen Forschungsprojekt haben die Move GmbH, Groschopp AG und die OWI Science for Fuels gGmbH den elektrischen Wirkungsgrad eines Blockheizkraftwerks (BHKW) erhöht und damit seine Wirtschaftlichkeit gesteigert.
Entscheidend für den Erfolg war die Integration eines thermochemischen Rekuperators (Heat-Power-Converter, HPC) in einen Move-Serienmotor. Der 4-Zylinder-Motor vom Typ MP-50 treibt einen Generator mit 50 kW elektrischer Leistung an. Die Wirkungsgradsteigerung durch die HPC-Integration beträgt elektrisch 4 Prozentpunkte, was einer relativen Steigerung von rund 13 % entspricht. Ein modifiziertes Motorsteuerungskonzept erlaubt einen stabilen Betrieb ohne Motorklopfen.
Erhebliche Brennstoffeinsparung
Der von OWI entwickelte und in den Motor integrierte HPC erweitert den Betriebsbereich des BHKW, da die Stromkennzahl über die variable Rekuperation der Abgaswärme in einem größeren Bereich eingestellt werden kann. Die Anhebung der Stromkennzahl ermöglicht einen wirtschaftlicheren Betrieb von BHKW. Der Wirtschaftlichkeitsvergleich mit der Serienvariante ohne HPC zeigt, dass die zusätzliche Investition bereits nach drei Jahren rentabel ist. Der Grund dafür ist die erhebliche Brennstoffeinsparung, die mit der Technologie erreicht wird.
Im HPC wird Erdgas mit Wasser vermischt
Die Systemintegration des HPC erfolgte abgasseitig so nahe wie möglich am Motor im Abgaskrümmer. Im HPC wird Erdgas mit Wasser vermischt und unter Nutzung von Wärme aus dem Motorabgas zu Wasserstoff konvertiert. Das in diesem Prozess erzeugte Synthesegas wird in den Motor als Brenngas eingeleitet. Das Synthesegas ist mit Wasserstoff angereichert und enthält bis zu 18 % mehr chemisch gebundene Energie im Vergleich zu der primär eingesetzten Menge Erdgas. In diesem Prozess werden Wärmeverluste reduziert, sodass die Menge der konvertierten thermischen Energie maximiert wird. Dadurch ergibt sich eine maximale Einsparung des Primärbrennstoffes Erdgas.
Thermochemische Reformer am Motor eignen sich sehr gut, um künftig trotz schwankenden Gaskonzentrationen dem Motor homogene Brenngase bereitzustellen. Neben der Brennstoffeinsparung werden dadurch auch positive Effekte bei Wartung und Inbetriebnahmen erwartet. Durch eine geeignete Betriebsführung können so Anpassungen an der Gasdosierstrecke und Motorsteuerung entfallen.
Das Projekt Heat-Power-Converter wurde mit Zuwendungen des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) „Investition in Wachstum und Beschäftigung“ mit der Kennziffer EFRE-0801840 gefördert. Die Projektlaufzeit war vom 11/2019 bis 03/2023. ■
Quelle: OWI Science for Fuels / jv
Im Kontext:
Wärmepumpenbranche fordert Entlastungen beim Strompreis
Großwärmepumpe macht aus Sonnenstrom grüne Nahwärme
Heizungsindustrie erwartet 2023 Rekord bei neuen Heizungen
