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ESS – Erd- und Biogas-Blockheizkraftwerke erzeugen Strom und Wärme

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Die Blockheizkraftwerke (BHKW) der ESS Energie Systeme & Service GmbH sind maßgeschneidert für Anwendungen im mittleren Leistungsbereich. Sie sind in Kommunen, Gewerbebetrieben und der Industrie genauso im Einsatz wie in landwirtschaftlichen Betrieben. Seit 2008 gehört ESS zur Viessmann Gruppe, die unter dem Namen „Vitobloc“ die von ESS gefertigten Energiestationen vertreibt.

Bei den Anlagen von ESS steht die Idee von dezentralen, wärmegeführten BHKW im Vordergrund. In den kompakten Einheiten wird einerseits Strom für den Eigenbedarf erzeugt, andererseits wird die anfallende Abwärme des Motors weitgehend verlustfrei für die Heizung genutzt und nicht in die Umgebung abgelassen. Nicht benötigter Strom wird in das öffentliche Netz eingespeist.

BHKW sind überaus effizient. Während herkömmliche Kraftwerke Gesamtwirkungsgrade von kaum 40% erzielen, liegt er für ein BHKW bei über 90%. Durch den Einsatz eines BHKW verringert sich der Primärenergieverbrauch um deutlich mehr als 30% und die CO2-Emissionen um bis zu einem Drittel. Besonders umweltschonend lässt sich ein BHKW mit Biogas oder Bio-Erdgas (aufbereitetes Roh-Biogas, das aufbereitet und ins Erdgasnetz eingespeist wird) betreiben, da es so CO2-neutral arbeitet. Landwirtschaftliche Betriebe können sich damit von fossilen Brennstoffen wie Erdgas unabhängig machen, denn das Biogas kann aus Rohstoffen erzeugt werden, die in der Region wachsen. Die von ESS produzierten „Vitobloc“ Blockheizkraftwerke sind mit elektrischen Leistungen von 20 bis 401 kW und mit Wärmeleistungen von 39 bis 549 kW lieferbar.

Zur AGRITECHNICA im Herbst 2011 wird ESS ein BHKW für Biogas der 75 kW Leistungsklasse anbieten, das für viele Landwirte überaus attraktiv ist. Die neue Anlage ist speziell für einen hofnahen Einsatz und die verstärkte Vergärung von Gülle konzipiert. Im Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) 2012 wurde die Förderung kleiner Biogasanlagen auf Güllebasis mit einer Leistungsklasse von bis zu 75 kW festgeschrieben. Die Vergütung für die Stromeinspeisung durch diese Anlagen wird 2012 auf attraktive 25 Cent/kWh steigen.

ESS übergibt jede einzelne Anlage schlüsselfertig. Der Kunde kann sich außerdem von der Inbetriebnahme über Schulungen bis hin zur kompletten Betriebsführung ein maßgeschneidertes Servicepaket zusammenstellen. Die Mitarbeiter von ESS sind da, wenn es um die Inbetriebnahme, die Wartung, den Service, Instandsetzungsarbeiten oder eine Motorüberholung geht. Unterschiedliche Wartungsverträge bieten ein ausgewogenes Preis- Leistungsverhältnis und eine risikolose Rundumversorgung. Die gesamte Energiezentrale kann vom ESS-Service überwacht und ferngesteuert werden. In Deutschland unterhält ESS einen Werksservice mit etwa 30 Stützpunkten. Im Ausland erledigen zuverlässige Partnerfirmen den Service. In den BHKW von ESS arbeiten Gasmotoren führender Hersteller, wie MAN oder Toyota. Die Motoren sollen ausschließlich mit einem von den OEM freigegebenen Gasmotorenöl mit besonderer Additivierung betrieben werden. Je nach Motortyp und Gasart beträgt das gesamte Ölvolumen 35 bis 220 Liter. Bei mit Erdgas betriebenen Motoren erfolgt der Ölwechsel überwiegend nach festen Intervallen. Doch bei Biogasanlagen und hoch belasteten Turbosystemen empfiehlt ESS, das Motoröl in Abhängigkeit seines Zustands zu wechseln. Der optimale Zeitpunkt dafür wird mit Schmierstoffanalysen von OELCHECK bestimmt.

Gasmotoren stellen für ihre Motoröle eine echte Herausforderung dar. Schließlich arbeiten die Anlagen im Dauerbetrieb, bei hohen Prozesstemperaturen und häufig unter Volllast. Beim Betrieb mit Biogasen kommen individuelle und stark schwankende Gasqualitäten hinzu. Die Zusammensetzung von Biogas ist abhängig von den jeweils vergorenen organischen Stoffen. Außerdem ist es so gut wie niemals rein. Neben 50–75% Methan enthält Biogas Stickstoff, Kohlendioxid, Wasser- und Sauerstoff. Sehr häufig, vor allem aber auch bei der Vergärung von Gülle, ist auch Schwefelwasserstoff vorhanden. Er kann aggressiven Schwefelwasserstoff (H2S) bilden. An Kolben, Zylindern und im Ventiltrieb entsteht dadurch korrosiver Verschleiß. Ein weiteres Risiko für den Gasmotor und eine große Herausforderung an das Motoröl stellen schweflige Säuren dar, die beim Verbrennungsprozess des Gases entstehen. Das Gasmotorenöl muss über eine hohe alkalische Leistungsreserve verfügen, um diese sauren Anteile sowie den Schwefelwasserstoff zu neutralisieren. Dabei müssen die säurepuffernden Additive aschearm sein und dürfen nicht zu hoch dosiert werden, weil sonst die Leistung des Katalysators beeinträchtigt wird. Gelingt der Spagat zwischen wenig Additiven und gutem Neutralisationsvermögen nicht, kann das Öl den Motor nicht mehr zuverlässig schmieren und vor Verschleiß, Korrosion und Ablagerungen schützen.

ESS setzt zur Kontrolle des Gasmotorenöls und zur Ermittlung der zustandsabhängigen Ölwechselintervalle regelmäßig Schmierstoffanalysen von OELCHECK ein. Das Analyseset 4 wurde speziell für Gasmotorenöle zusammengestellt, die in mit Bio-, Deponie- oder Klärgasen betriebenen Motoren arbeiten. Damit werden die Anteile an Verschleißmetallen, etwaigen Verunreinigungen und Additiven sowie der allgemeine Ölzustand ermittelt. Bei der Verbrennung der Gase fallen saure Produkte an, die unbedingt vom Motoröl neutralisiert werden müssen. Ist das Öl dazu von seiner Performance her nicht in der Lage oder wurde ein dringend fälliger Ölwechsel nicht vorgenommen, greifen die extrem aggressiven Säuren die Komponenten des Motors an. Entsprechende Schäden bis hin zum Totalausfall des Motors sind dann vorprogrammiert.

Um solche Risiken auszuschließen, wird der Versäuerungsgrad des Öls kontrolliert. Im Laborbericht für Biogas-Motoröle werden dazu unter der Rubrik „Zusatzteste“ die Werte der BN, AN, des i-pH und bei Bedarf auch der SAN ausgewiesen. Die BN (Base Number) gibt die alkalische Reserve eines Schmierstoffs zur Neutralisation von Säuren an. Die AN (Acid Number) lässt im Vergleich mit den Frischölwerten einen Rückschluss auf die Öloxidation und den Abbau von Ölzusätzen zu. Bei Gasmotoren, die mit schwankenden Gasqualitäten betrieben werden, liefert der i-pH-Wert (initial- bzw. Anfangs-pH-Wert) zusätzliche Informationen über den Versäuerungsgrad des Gasmotorenöls. Die SAN (Strong Acid Number) wird nur dann ermittelt, wenn, wie durch einen i-pH-Wert von unter 4 verdeutlicht wird, überaus stark aggressive Säuren im Öl vorhanden sind. Dank des regelmäßigen Einsatzes von OELCHECK-Schmierstoffanalysen werden die Gasmotorenöle in mit Biogas betriebenen BHKW von ESS in Abhängigkeit ihres Zustandes gewechselt. Der Betreiber profitiert dabei von reduzierten Wartungskosten und der maximalen Betriebssicherheit seiner Anlage.

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