Bereit für Biogas – Gasmotoren fit für das nächste Jahrzehnt machen

Neuauflage von Plato

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Benzinmotor

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Politiker, Wissenschaftler und Industrievertreter suchen kontinuierlich nach nachhaltigen Energiequellen als Beitrag zu den internationalen Bemühungen zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen. Zu den Herausforderungen bei der Etablierung von Alternativen zu fossilen Brennstoffen gehören jedoch Kosten, Technologielücken sowie Zugänglichkeit und Zuverlässigkeit.

Biogas gilt allgemein als ein Puzzleteil im Gesamtbild der Energiequellen von morgen: Da es aus organischen Abfällen hergestellt wird, löst es sowohl die Probleme der Abfallwirtschaft als auch die Suche nach erneuerbaren Energiequellen.

Allerdings: „Der Einsatz von Biogas in der Energieerzeugung wird durch mehrere Faktoren behindert, darunter die mangelnde Effizienz vieler Gasmotoren selbst, die ein Herzstück bei der Umwandlung von Biogas in Wärme und Energie sind“, erklärt Thomas Achrainer, einer der Gründer der PowerUP GmbH. Als etablierter Experte für Gasmotorenservice rund um BiogaskraftwerkePowerUP hat sich auf innovative Lösungen spezialisiert, um die Biogasbranche fit für das nächste Jahrzehnt zu machen.

Der Biogasmarkt heute – ein Überblick

Vor allem in der Stromerzeugung hat sich Biogas als vielversprechende Alternative zu fossilen Brennstoffen erwiesen, die im Jahr 2022 noch den Großteil der weltweiten Energiequellen ausmachten: Allein Kohle hatte in diesem Jahr einen Anteil von mehr als 35 %, gefolgt von Erdgas mit 22 %. .^[1]

Dennoch sind erneuerbare Energiequellen wie Biogas auf dem Vormarsch: Im Jahr 2022 belief sich die weltweit installierte Kapazität der Biogasenergie auf 21.5 Gigawatt. Insgesamt wurde der weltweite Biogasmarkt – einschließlich Anwendungen wie Kochen, Heizen und, mit dem größten Anteil, Energieerzeugung – im Jahr 65.53 auf 2023 Milliarden US-Dollar geschätzt. Zwischen 2024 und 2030 beträgt die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) 4.2 % Es wird erwartet.^[2] ^[3]

Offensichtlich ist die Richtung klar: Es wird erwartet, dass Biogas ein immer wichtigerer Faktor in der globalen Energieversorgung wird. Zu den Vorteilen zählen Erneuerbarkeit und Abfallverwertung, aber auch eine erhöhte Stabilität der Energieversorgung von Entwicklungsländern und ländlichen Regionen. Dennoch gibt es erhebliches Verbesserungspotenzial.^[4]

Große Herausforderungen für Biogasmotorenbetreiber: Was sind die Herausforderungen?

„Biogas muss oft einen speziellen Verarbeitungsschritt durchlaufen, um es der Energiegewinnung zugänglich zu machen“, sagt Thomas Achrainer. Denn dieses Naturprodukt kann teilweise erhebliche Unterschiede in der Zusammensetzung aufweisen. Doch trotz fortschrittlicher Verarbeitung müssen Biogasmotoren anpassungsfähig genug sein, um mit Inkonsistenzen bei der Verbrennung zurechtzukommen.

Dies sind jedoch nicht die einzigen Feinheiten, mit denen Biogasmotoren (bzw. deren Betreiber) konfrontiert sind.

Ineffiziente Einrichtungen

Bei der Einführung erneuerbarer Energiequellen sind die Kosten ein entscheidender Faktor. Biogas macht da keine Ausnahme, weshalb die Energiebranche über modernste Technologien verfügen muss. Thomas Achrainer erläutert, dass Gasmotoren eine zentrale Rolle bei der Energieerzeugung mit Biogas spielen: „Moderne Gasmotoren sind wahre Kraftpakete, da sie bei der Energieerzeugung hohe Wirkungsgrade erzielen können.“ Aber auch beim Einsatz von Gasmotoren etablierter Marktführer gibt es oft Verbesserungspotenzial.“

Trotz guter Wirkungsgrade zwischen 40 und 50 % können Biogasmotoren zur Energieerzeugung weiter verbessert und an spezifische Kundenbedürfnisse angepasst werden. Beispielsweise kann die Toleranz gegenüber größeren Schwankungen der Gasqualität verbessert werden, wodurch aufwändige Gasaufbereitungsschritte entfallen.^[5]

Zusätzlich können speziell entwickelte Gasmotorenteile eingebaut werden, um die Effizienz von Motoren weiter zu steigern. Zu diesen Elementen können Zündkerzen, Blowby-Filter und viele andere Komponenten gehören, um nicht nur die Effizienz, sondern auch die Haltbarkeit zu erhöhen.

Mann repariert Gasmotor

Komplexe Wartung

Beim Betrieb komplexer Anlagen mit großen und empfindlichen Systemen kann die Wartung leicht zu einem großen Problem werden. Und obwohl eine regelmäßige Wartung unerlässlich ist, um die Langlebigkeit teurer Gasmotoren zu gewährleisten und ungeplante Unterbrechungen zu vermeiden, geht sie oft mit erheblichen Ausfallzeiten einher. Dies gilt umso mehr, wenn die betreffende Anlage weit entfernt vom Gasmotorenhersteller oder einem qualifizierten Servicepartner liegt.

Betreiber von Gasmotoren suchen daher nach Möglichkeiten, entweder die Kosten und den Aufwand für die Wartung zu senken oder die Wartung mit einer maßgeschneiderten Modernisierung bestehender Systeme zu kombinieren.

Veraltete Systeme – kostspieliger Ersatz

Die durchschnittliche Lebensdauer von Biogasmotoren kann mehr als 25–30 Jahre betragen. Mit fortschreitender Technologie verfügen viele Kraftwerke jedoch nur noch über veraltete Gasmotoren, was sowohl die Wartungskosten als auch die Fehleranfälligkeit erhöht. Dennoch: Ersatz ist kostspielig und ein vorzeitiger Ausstieg aus einem Gasmotor untergräbt den Anspruch einer nachhaltigen Energieerzeugung.

Um mit dem technologischen Fortschritt Schritt zu halten, bedeutet dies jedoch nicht unbedingt, dass regelmäßig mehrere Komponenten von Kraftwerken ausgetauscht werden. Vielmehr sind Möglichkeiten zur Modernisierung bestehender Systeme äußerst gefragt mit dem Ziel, ältere Gasmotorengenerationen zukunftssicher zu machen.

Biogasmotoren antreiben – für die Herausforderungen von morgen gerüstet sein

„Herausforderungen treiben Innovation voran. Ohne sie gäbe es Stillstand statt Fortschritt“, sagt Thomas Achrainer. Und tatsächlich haben die Hürden beim Betrieb von Biogasmotoren die Industrie dazu veranlasst, Ansätze zur Steigerung von Effizienz, Zuverlässigkeit und Unabhängigkeit zu entwickeln.

Zu diesem Zweck bietet PowerUP nicht nur Wartungsdienstleistungen für MWM®- und INNIO Jenbacher®-Motoren in 52 Ländern an – die zustandsbasierte Überholung ermöglicht Kosten- und Ressourceneffizienz, indem nur diejenigen Teile ausgetauscht werden, die tatsächlich das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben. Zum Komponentenaustausch zählen hingegen auch von PowerUP entwickelte Gasmotoren-Ersatzteile, die die Effizienz und Langlebigkeit von Biogasmotoren weiter steigern können – etwa Blowby-Systeme und Zylinderköpfe.

Neben speziellen Ersatzteilen und Upgrade-Optionen für bestehende Motoren hat PowerUP auch PUPGEN entwickelt: Die Kombination aus einem überholten INNIO Jenbacher® Typ 3-Motor und gezielten Anpassungen von PowerUP macht ihn zu einer äußerst vielseitigen und gleichzeitig kostengünstigen Ergänzung der Produktpalette des Unternehmens. hoch.

^[1] https://www.statista.com/statistics/269811/world-electricity-production-by-energy-source/

^[2] https://www.statista.com/statistics/1032922/biogas-capacity-globally/

^[3] https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/biogas-market

^[4] https://energypedia.info/wiki/Advantages_and_Disadvantages_of_Biogas

^[5] https://www.energie-lexikon.info/gasmotor.html