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Eine dezentrale Energiewirtschaft, wie die Versorgung mit Bioenergie, benötigt entsprechende Technologien, welche eine effektive Energiegewinnung ermöglichet.

Man kann Technik im industriellen Maßstab eher ablehnen oder sie als große Errungenschaft des Menschen leidenschaftlich befürworten. Ohne Technikeinsatz, besonders im Energiesektor, würde die Entwicklung des Menschen wahrscheinlich sehr viel langsamer ablaufen. Dafür wäre sie vielleicht auch besser kontrollierbar und würde weniger chaotisch erscheinen. Kontrolle und Sicherheit kann wiederum durch clevere Technik verbessert werden…Da beißt sich die Katze in den Schwanz und es ist, wie so oft, eine Frage der persönlichen Einstellung.

Heute möchte ich kurz eine Technologie vorstellen, die ich sehr faszinierend finde und welche die dezentrale Energiegewinnung stark beeinflusst und somit für die verschiedenen Systeme der Bioenergie nützlich ist. Die Rede ist von der Gasturbine als energiestrotzende Verbrennungstechnologie. Gasturbinen kommen ursprünglich aus der Triebwerkstechnik und werden seit dem 2 Weltkrieg hauptsächlich für die Flugzeugmobilität eingesetzt. In den letzten Jahren gewinnen sie zunehmend an Bedeutung für den Einsatz in GuD Kraftwerken (Gas und Dampf Kraftwerke), welche auch mit Biogas betrieben werden.

Bioenergie und Gasturbinen

Das Besondere an Gasturbinen, im Vergleich mit anderen Verbrennungskraftmaschinen ist, dass sie bessere Eigenschaften in Bezug auf den Wirkungsgrad, Laufverhalten (Drehbewegung) und somit Stabilität und Haltbarkeit zeigen. Beides führt zu einer Reduzierung des Energieeinsatzs und senkt die mittelfristigen Kosten, besonders bei dezentralen kleineren Anlagen. Jede Biogasanlage besteht aus 2 Wirkungsketten. Zum Einen ist das der Fermenter in dem die Vergärungsprozesse stattfinden und das Biogas produziert wird. Zum Anderen ist es das Verstromungsmodul, welches in den meisten Fällen ein Blockheizkraftwerk (BHKW) ist, um Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) betreiben zu können. Dadurch kann die Energieproduktion und Verwendung deutlich effektiver ablaufen. Seit der Novelle des EEG werden außerdem BHKWs  mit speziellen Technologien durch Einspeisevergütungen gefördert (2 cent/ kWh). Dazu zählt die Verwendung von Stirling-Motoren, Brennstoffzellen und eben Gasturbinen.

Funktionsweise einer Gasturbine

Auf die wesentlichsten Prozesse reduziert funktioniert eine Gasturbine folgendermaßen. Ein Gas (Luft) wird, über den Einlauf, der Gasturbine zugeführt. Dann wird das Gas durch in Reihe geschaltete Schaufelräder stark komprimiert (Verdichter), wodurch die Temperatur des Gases schon ansteigt. Anschließend wird dem komprimierten Gas, ähnlich wie in einem Ottomotor, ein Kraftstoff (z.B. Biogas, Deponiegas) zugeführt und durch eine Zündkerze eine Verbrennung ausgelöst (Brennkammer). Durch die Verbrennung dehnt sich das Gas-Kraftstoff-Gemisch schlagartig wieder aus und kann mechanische Arbeit an der sich anschließenden Turbinenstufe leisten. Die Rotationsenergie der Turbine wird zum Teil für die Energieversorgung des Verdichters zu Beginn der Gasturbine genutzt und zum Anderen für das Betreiben eines Generators, so dass Strom erzeugt werden kann. Thermische Verbrennungsenergie wird also erst in mechanische Energie und anschließend in elektrischen Strom umgewandelt.

Turbine

Aufbau einer Gasturbine. A. Propeller B. Getriebe C. Kompressor D. Brennkammer E. Turbine D. Abgasausstoß, (Wikipedia-Artikel: „Gasturbine„)

Dezentrale Energiegewinnung

Die Gasturbine ist auf Grund ihrer hohen Entwicklungsstufe für den Einsatz in dezentralen Biogasanlagen gut geeignet. Sie ermöglicht es, die Energie aus Biomasse auf eine Art zu gewinnen, dass sowohl die anfallende elektrische und thermische Energie effektiv genutzt werden kann. Auch das Anwendungsspektrum der Gasturbine hat sich in den letzten Jahren erweitert und mittlerweile gibt es Angebote (Mikrogasturbinen), die eine Leistung um die 65 kWel und 160 kWth liefern und mit ihrer Kleinwagengröße bequem zu handhaben und wirtschaftlich sehr interessant sind. Das in Berlin ansässige Unternehmen Greenvironment GmbH ist in diesem Bereich sehr aktiv und wächst mit seinem  innovativen Konzept für Mirkogasturbinen im unteren Leistungsspektrum aktuell sehr schnell. Vor allem das Erbe dieser Technologie als wichtigste Antriebsvariante der internationalen Prestige-Industrie Flugzeugbau machen sie für mich auch zu einem Favoriten in der Kraftwerkstechnik und Biogastechnologie.