Reformgasmotortechnik erhöht elektrischen Wirkungsgrad

Wege zum effizienteren BHKW

BHKW im Leistungsbereich von 50 kWel könnten künftig deutlich wirtschaftlicher betrieben werden. Möglich wird dies durch die Reformertechnologie, die parallel zum Betrieb des Verbrennungsmotors aus Erdgas und Wasserdampf ein energetisch höherwertiges Brenngas herstellt. Das Prinzip stammt aus der Dampfreformierung von Diesel und wurde auf den Reformgasmotor übertragen. Das erzeugte Brenngas (Reformat) besteht aus Wasserstoff, Methan, Kohlendioxid und Kohlenmonoxid und wird direkt in den Motor geleitet. Dadurch wird weniger Brennstoff benötigt und der elektrische Gesamtwirkungsgrad des Systems erhöht sich signifikant. Der Clou des Reformgasmotor-Konzepts ist, dass keine zusätzliche Hilfsenergie von außen erforderlich ist, da die für die Reformierung erforderliche Wärme aus dem heißen Motorabgas entnommen wird.

Die ECC Automotive GmbH und die OWI Oel-Waerme-Institut GmbH haben zum Abschluss ihres gemeinsamen Forschungsprojektes an einer Versuchsanlage gezeigt, dass das gekoppelte System am Beispiel eines Gasmotors und eines Dampfreformers funktioniert. Am Motorenprüfstand wurde die thermische Energie des Abgases direkt für die Reformierung und Verdampfung genutzt. In den Versuchen mit einem auf hohe Abgastemperaturen optimierten Motor konnten durch die Reformierung mehr als 10 % der im Brennstoff enthaltenen Energie im System zurückgewonnen werden. Durch die Steigerung der erzeugten Strommenge kann bei einer Netzeinspeisung mit einer erhöhten Wirtschaftlichkeit von BHKW gerechnet werden. Gleichzeitig sind Einsparungen fossiler Ressourcen bzw. bei den CO2-Emissionen im Vergleich zu konventionellen Systemen zu erwarten. Darüber hinaus kann eine integrierte Abgasnachbehandlung im Reformer umweltschädliche Emissionen von Kohlenwasserstoffen (Formaldehyd, Methan) sowie Kohlenmonoxid deutlich reduzieren.

Das Gesamtsystem besteht aus einem Erdgas-Verbrennungsmotor zur Stromerzeugung mit einer Leistung von 20 bis zu 40 kWel, einem Dampfreformer mit einem katalytisch beschichteten Plattenwärmetauscher und den benötigten Nebenaggregaten. Dieses Konzept wurde vom OWI bereits in ähnlicher Form für die Dampfreformierung von Dieselkraftstoff im Forschungsprojekt „MÖWE“ erfolgreich zum Betrieb von Brennstoffzellen eingesetzt.

Das Projekt wurde durch das Land NRW und die Europäische Union (EU) im Rahmen des „Ziel-2Programms 2007–2013 (EFRE)“ gefördert.

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