BHKW & Gasqualität: Warum CH4 unter 50 % einbricht
Fällt der Methangehalt im Biogas unter etwa 50 %, verliert dein BHKW spürbar Leistung — bis hin zur Notabschaltung. Hier liest du, warum das physikalisch passiert und wie du gegensteuerst, bevor der Motor abregelt.
Nur das Methan (CH4) im Biogas trägt Energie — das CO2 ist reiner Ballast. Der Heizwert sinkt annähernd linear mit dem Methangehalt: reines CH4 hat rund 10 kWh pro Normkubikmeter, bei 60 % CH4 kommst du auf ca. 6 kWh/m³, bei 50 % nur noch auf ca. 5 kWh/m³. Dein Motor bekommt also pro m³ Gas deutlich weniger Energie — und kann die Nennleistung nicht mehr halten, wenn er den fehlenden Energieinhalt nicht über mehr Gasvolumen ausgleichen kann.
Je mehr CO2 im Gas steckt, desto stärker verdünnt es das Zünd-Gemisch im Zylinder. Unterhalb von grob 50 % CH4 wird das Gemisch zündträge: Du bekommst Zündaussetzer, unruhigen Lauf, unvollständige Verbrennung und im Extremfall Klopfen. Viele Gas-Otto-Motoren regeln deshalb schon ab etwa 50 % CH4 die Leistung zurück, und unterhalb von ~40–45 % ist meist keine stabile Verbrennung mehr möglich — der Motorschutz schaltet ab. Die genaue Grenze hängt vom Motortyp und der Gasstrecke deines Herstellers ab.
Theoretisch könntest du den geringeren Heizwert durch mehr Gasvolumen kompensieren. In der Praxis hat aber die Gasregelstrecke (Mischer, Nulldruckregler, Gasklappe) einen maximalen Durchsatz. Ist der erreicht, kann das BHKW nicht mehr Volumen ziehen — und muss abregeln (Derating). Deshalb siehst du bei sinkendem CH4 erst schleichenden Leistungsverlust und dann einen harten Einbruch, sobald die Regelstrecke am Anschlag ist.
Sinkt der Methangehalt, liegt die Wurzel fast immer im Fermenter, nicht am Motor. Häufigste Ursache ist Überfütterung mit anschließender Versauerung: Die Säurebildung überholt die Methanbildung, der pH fällt, FOS/TAC steigt. Weitere Auslöser sind ein Temperatursturz im Fermenter, Mangel an Spurenelementen (z. B. Kobalt, Nickel), Schaumbildung oder Lufteintrag über Undichtigkeiten — Letzterer verdünnt das Gas zusätzlich mit N2 und O2.
Drossle zuerst die Fütterung, statt den Prozess weiter zu belasten. Miss FOS/TAC und pH, um eine Versauerung zu bestätigen, und prüfe die Fermentertemperatur. Kontrolliere die Gasanalyse auf CH4, CO2, H2S und O2 — steigendes O2 deutet auf Lufteintrag. Fahre das BHKW bewusst auf Teillast, statt es in die Notabschaltung laufen zu lassen; ein weiterlaufender Motor auf reduzierter Last ist meist besser als ein kalter Fermenter mit stehendem BHKW.
Ein einzelner Messwert warnt dich zu spät. Wichtiger ist der Verlauf: Beobachte CH4-Gehalt, Gasmenge, BHKW-Leistung und FOS/TAC als Zeitreihe. Fällt der Methangehalt über Stunden langsam ab, kannst du die Fütterung anpassen, bevor die Zündgrenze erreicht ist. Eine kontinuierliche Gasqualitätsmessung direkt vor dem BHKW ist dafür die zuverlässigste Datenquelle.
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