Hybride Betriebsführungsstrategie von Blockheizkraftwerken (BHKW) als ein Baustein der erfolgreichen Energiewende

Am 8.12.2022 wurden an der Fachhochschule Bielefeld Ergebnisse des gemeinsamen Projekts Plan4BHKW vom Institut für Technische Energie-Systeme (ITES) der Fachhochschule (FH) Bielefeld, COMUNA-metall GmbH und Stadtwerke Bad Salzuflen GmbH der Öffentlichkeit vorgestellt. Bei der hybriden Veranstaltung nahmen 17 Teilnehmer in Präsenz und 7 Teilnehmer online teil. Das von REACT-EU, Projektaufruf „Innovation Umweltwirtschaft.NRW, geförderte Projekt endet am 31.12.2022 und hatte die Entwicklung einer zwischen Wärme- und Stromgeführter Fahrweise wechselnde Betriebsführungsstrategie (hybride Betriebsführungsstrategie) für BHKW als Ziel. In der Veranstaltung wurden die Ergebnisse des Projekts und ein Ausblick von Projektbeteiligten des Instituts und COMUNA-metall GmbH vorgestellt. Im Rahmen des Projekts wurde eine hybride Betriebsführungsstrategie für eine Anlage in einem Industrieobjekt in Bad Salzuflen entwickelt und validiert.

Die Veranstaltung wurde von dem Projektleiter Professor Dr.-Ing. Jens Haubrock, Leiter der Arbeitsgruppe Netze und Energiesysteme des Instituts, eröffnet. In seinem Eröffnungsvortrag machte er die Anwesenden auf die Brisanz des Themas des Forschungsprojektes aufmerksam. „Bei einem Energienetz mit einer Einspeisung von über 40 % aus volatilen Erneuerbaren Energie(EE)-Erzeugern ist eine Regelung in immer niedrigeren Energieebenen, bis zum Niederspannungsnetz, eventuell sogar einzelner Haushalte, notwendig.“ so Prof. Haubrock. „Ich bin davon überzeugt, dass hybrid gesteuerten BHKW-Anlagen einen wichtigen Beitrag als Ausgleich zu volatilen EE-Erzeugern für die Energiewende leisten werden.“ schloss er seine Einführung ab.

In anschließenden Vorträgen wurden die komplexe Entwicklung der hybriden Betriebsführungsstrategie und die Umsetzung dieser in einem Anwendungstest von Projektmitarbeitern Marco Bem, Kersten Kröger, Julian Hövelmann, Timur Zernickel und Valentin Meier vorgestellt. Große Herausforderung dieses Projekts war die kurze Laufzeit des Projekts. Innerhalb eines Jahres musste eine hybride Betriebsführungsstrategie der Anlage, für die eine KI-Wärmeprognosen notwendig war, ein Digitaler Zwilling des Wärmenetzes für den Test des hybriden Betriebs und die Planung und Umsetzung des Anwendungstests der hybriden Steuerung beim Industriepartner COMUNA-metall GmbH realisiert werden.

Dank des engagierten Einsatzes aller beteiligten Projektpartner konnte die hybride Betriebsführungsstrategie erstellt und erfolgreich am Digitalen Zwilling erprobt werden. Der Abschließende Anwendungstest am Teststand bei COMUNA-metall wurde erfolgreich vom 17. bis 21. November durchgeführt.

Die Simulationen am Digitalen Zwilling und die Messergebnisse am Teststand zeigen zum einen, dass die hybride Steuerung eines BHKW technisch realisierbar ist und zum anderen für die Betreiber von BHKW-Anlage wirtschaftlich vorteilhafter ist als ein rein wärmegeführter Betrieb.

Die Projektpartner sehen, nach der erfolgreichen Vorführung der Machbarkeit und Nutzen der hybriden Steuerung, viel Potential für das Thema. Die Projektpartner würden das Projekt gerne weiter auszubauen und die Steuerung für hybride Fahrweise zur Marktreife voranzutreiben.