Viele Blockheizkraftwerke erreichen nach zehn oder mehr Jahren − je nach eingesetztem Brennstoff, Förderregime und Laufzeit − die Grenze der Förderdauer. Meist ist das der Zeitpunkt, wo Betreiber entscheiden müssen, ob sich ein Weiterbetrieb der Anlage oder aber eine Neuinvestition wirtschaftlich rechnet. Laut Nico Albrecht, Geschäftsführer beim Motorenhersteller Mamotec, hängt das Potenzial für den Weiterbetrieb von mehreren zentralen Faktoren ab: dem Zustand der Steuerungstechnik, der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben, dem allgemeinen Zustand der Anlagenkomponenten und der Ersatzteilverfügbarkeit.

KWK-Anlagen werden auch künftig wichtige Bausteine für eine nachhaltige und effiziente Energieversorgung sein. Albrecht: „Wir benötigen eine starke KWK und hier können und müssen auch Bestandsanlagen ihren Beitrag leisten.“ Nicht in jedem Fall lohne sich ein Repowering, aber es lohne sich immer, über einen Weiterbetrieb nachzudenken und die Möglichkeiten abklären zu lassen. „Die Betreiber selbst haben meist nicht das nötige Wissen, aber entsprechende Servicedienstleister und Hersteller.“ Wichtig zu wissen: „Es braucht immer eine individuelle Betrachtung der Anlage“, erklärt Nico Albrecht im Gespräch mit E&M. 

Veraltete Steuerungstechnik birgt Ausfallrisiko

Insbesondere die Steuerung entscheidet darüber, ob sich ein Weiterbetrieb überhaupt lohnt. Nach den Erfahrungen des Experten haben Betreiberinnen und Betreiber zwar oftmals die Hardware im Blick, nicht aber die Steuerung der gesamten Anlage. „Oft ist die Technik der Motoren robust genug für viele weitere Betriebsjahre. Sie ist nach einer Revision so gut wie neu. Die technische Steuerung ist meist die größte Hürde, die vorgibt, ob eine Anlage wirtschaftlich weiterbetrieben werden kann“, erklärt Albrecht. 

Veraltete Steuerungen zählen laut Albrecht auch zu den größten Risiken beim Repowering. Fehlende Zugangsdaten oder fragmentierte Regelungsstandards erschweren Wartung und Nachrüstung. Ob und wann die Steuerung nochmals erneuert werden kann beziehungsweise muss, hänge stark vom Hersteller ab. Wobei bei größeren Anlagen die Steuerung meist mitgeliefert wird. Bei kleineren Anlagen bis 400 kW kommt sie auch von Drittanbietern − hier seien Betreiber dann freier in der Auswahl. 

Mit neuen Steuerungssystemen gebe es auch neue Möglichkeiten, die Effizienz der Motoren zu steigern und die Emissionsgrenzen besser einzuhalten. Solche Modernisierungen sind technisch jedoch mitunter aufwendig, da häufig individuelle Lösungen erforderlich sind. Der Aufwand kann sich dann lohnen, wenn dadurch der Weiterbetrieb über viele Jahre wirtschaftlich bleibt.

Nachrüstung von Abgasreinigungssystemen

Neben der Steuerungstechnik müssen Betreiber auch gesetzliche Vorgaben prüfen. Häufig ist eine Nachrüstung bei der Abgasreinigung erforderlich, etwa durch Oxidationskatalysatoren oder SCR-Systeme. Auch Anpassungen an der Verbrennungstechnik können nötig werden, um etwa Emissionsgrenzwerte einzuhalten. Die Kosten variieren je nach Anlagenzustand und Brennstoffart. Laut Mamotec sollten Betreiber die geplanten Maßnahmen frühzeitig mit dem Hersteller abstimmen, um die technische Machbarkeit und Ersatzteilverfügbarkeit sicherzustellen.

Als Beispiel, wenn es darum geht, ob eine Anlage sinnvoll weiterbetrieben werden kann, nennt der Mamotec-Geschäftsführer eine KWK-Anlage mit einem älteren Turbo-Magermotor mit 100 kW. Beim ursprünglichen Einbau musste die Anlage noch einen maximalen Stickstoffoxidwert von 500 mg/m3 NOx einhalten. Für NOx galt lange Jahre dieser Grenzwert. Seit 2023 sind nur noch weniger als 100 mg/m3 erlaubt. „KWK-Anlagen können hier irgendwann an ihre technischen Grenzen stoßen“, so Albrecht. 

Damit der aktuelle Grenzwert eingehalten wird, gibt es in diesem Fall zwei Möglichkeiten. Entweder kauft der Betreiber einen zusätzlichen SCR-Katalysator, „das ist allerdings aufwendig und teuer“, sagt Albrecht. „Oder es wird ein neuer Lambda-1-Motor mit Drei-Wege-Katalysator eingebaut.“ Hier sei die Einbindung einfacher und könne die günstigere Alternative sein. „Entscheidend ist, dass über Alternativen nachgedacht und gesprochen wird.“

Integration in neue Energiesysteme

Neben den regulatorischen Fragen rückt die Flexibilität der Anlage in den Vordergrund. Es geht um schnelle Start-Stopp-Vorgänge und die Möglichkeit, verschiedene Brennstoffe zu nutzen. Während Saugmotoren bei einem Betrieb mit Wasserstoff an Leistungsdichte verlieren, kann sich bei Turbomotoren eine H2-Nachrüstung lohnen. Auch müsse geprüft werden, inwieweit die Regelungssysteme möglichen neuen Netzanforderungen noch genügen. 

Albrecht empfiehlt, den Weiterbetrieb anzustreben, solange er wirtschaftlich tragfähig bleibt. Voraussetzung ist eine belastbare technische Bewertung und eine realistische Kalkulation der Modernisierungskosten. „Es gibt grundsätzlich aus technischer Sicht viele Möglichkeiten, die Betreiberinnen und Betreiber müssen sich dessen aber bewusst sein.“ Hier sollte nach Ansicht des Mamotec-Chefs auch bei den Servicedienstleistern ein Umdenken stattfinden, ihrer Kundschaft Repowering-Alternativen als Option zumindest vorzustellen. Das passiere immer noch zu wenig, obwohl hierzulande Potenzial vorhanden sei.

Mamotec mit Sitz im baden-württembergischen Kuppenheim südlich von Karlsruhe wurde 2019 gegründet. Der Hersteller entwickelt, produziert und vertreibt europaweit Gasmotoren für Wasserstoff, Erdgas, Biomethan, Biogas und Holzgas von 26 bis 200 kW.