|
BHKW mit Holzvergaser - Grundlagen |
|
Kraft-Wärme-Kopplung |
Energiebilanz |
|
Nach dem
Prinzip der KWK (Kraft–Wärme–Kopplung) wird mit diesem System Ökostrom
und Biowärme erzeugt.
Als nutzbare Heizwärme, fällt die Abwärme des Kühlwassers
und des Abgases aus dem BHKW–Betrieb sowie die Wärme aus der Holzgaskühlung an.
Das Holzgaskraftwerk besteht im Prinzip aus einem
Holzvergaser zur Holzgaserzeugung mit Kühl- und
Reinigungseinrichtungen und einem Gasmotor-BHKW zur Wärme und Stromerzeugung. |
Bei der Umwandlung der Primärenergie Holz in Sekundärenergie
Holzgas und in Nutzenergie Ökostrom und Biowärme fallen jeweils
Umwandlungs- und Verteilungsverluste an.
Dieser Prozess ist vergleichbar wie die Umwandlung des Rohöls zu Heizöl und von
Heizöl zu Wärme oder Strom.
Der relativ hohe Wirkungsgrad (20-25%) des Holzgaskraftwerkssystem bringt eine bedeutende
Umweltverbesserung durch die Einsparung von Primärenergie und somit weniger
Emissionen . |
|
Holzvergasung |
|
Geschichtliche Entwicklung und Prinzip der
Holzvergasung |
|
Entwicklung
Die älteste Methode, Biomasse
energetisch zu nutzen, ist die Verbrennung.
Aber auch das technische Prinzip
der Vergasung ist nicht neu:
- 1788 und 1791
wurden Patente für
die Erzeugung brennbarer Gase aus Biomasse erteilt.
- 1792
erste
Hausbeleuchtungsanlagen mit Generatorgas in Betrieb genommen.
- 1878
erste Dokumentation
des Betriebes eines thermochemischen Vergasers zum Antrieb eines
Verbrennungsmotors in England
- 2. Weltkrieg
Vergasungsanlagen
für den Kfz-Betrieb, wie sie während und kurz nach dem zweiten Weltkrieg
genutzt wurden.
|
Die Lösungen von damals waren aber
vor allem schmutzige Mangeltechnologie. Neben ihrer geringen Effizienz waren
auch ungewollte chemische Reaktionen und damit Systemausfälle keine
Seltenheit.
Prinzip
Das Prinzip ist schon alt (z. B. Imbert-Holzvergaser
für Autos), jedoch die Forderung
der Motorenhersteller für optimale Qualität des Holzgases zur Erreichung einer
langen Nutzungsdauer des Motors war bislang nicht optimal erfüllbar.
Bei der Holzvergasung wird das Holz unter Sauerstoffausschluss mindestens bis auf ca. 700 - 800 °C erhitzt,
damit Holzgas entsteht.
Ertrag:
100 kg Holz ergeben in einer Stunde etwa 34 - 40 m³ Holzgas und
hinterlassen einen Rückstand von 25 - 30 kg Holzkohle, liefern dabei 4 - 5 kg
Teer und 40 - 55 kg Holzessig. |
|
Bestandteile von Holz und Holzgas |
|
Holzbestandteile
Holz ist ein inhomogener Brennstoff
bestehend aus Zellulose, Lignin, Wasser, Harze, Säuren,
Öle, Mineralstoffe, etc. und ist mit ca. 85 % flüchtiger Bestandteile
der gasreichste feste Brennstoff,
nur etwa 15 % verbrennen im festen
Zustand als Holzkohle.
Energiegehalt von Holz: 15
bis17 MJ/kg
Holzgas (Generatorgas)
Holzgas ist ein brennbares Gasgemisch, dass sich
im wesentlichen aus CO, CO 2,
H2,
CH4
und höheren Kohlenwasserstoffen sowie aromatischen Verbindungen (kondensierbare
Teerverbindungen) zusammensetzt.
Der Vergasungsprozess ist eine Pyrolyse
(trockene Destillation) |
Pyrolyse
(von griechisch: pyr = Feuer, lysis = Auflösung)
ist die Bezeichnung für die thermische Spaltung chemischer Verbindungen, wobei
durch hohe Temperaturen ein Bindungsbruch innerhalb von großen Molekülen
erzwungen wird.
Meist geschieht dies unter Sauerstoffausschluss, um die Verbrennung zu
verhindern. Gegebenenfalls werden Dehydrierungs- oder Dehydratisierungsmittel
während des Vorgangs hinzugesetzt.
Energiegehalt von Holzgas: 4 kWh/m³
Aus 1 kg Holz gewinnt man ca. 1 kWh elektrischer Energie
Hauptbestandteile des Holzgases
Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid,
Methan, Ethylen,
Wasserstoff und Wasserdampf. |
|
Anforderungen an den Brennstoff |
|
Holzhackschnitzel
Der optimale Holzvergaserbetrieb erfordert als Brennstoff
naturbelassenes und chemisch unbehandelte Holzhackschnitzel mit einer
Korngröße von 30–70 mm (G50) bzw. je nach Verfahren auch größer
und eine einheitliche Holzfeuchte von maximal 15-20
% (je nach Vergasertechnologie auch mehr).
Der Feinanteil muss unterhalb von 2 % liegen. Sägespäne,
Sägemehl, Frässpäne sowie reine Rinde sollten nicht verwendet werden.
Außerdem muss der Brennstoff frei von metallischen
Bestandteilen oder mineralischen Verschmutzung sein.
Je nach eingesetzten Holzarten ( Weich– und Harthölzer)
können die angegebenen Leistungen und der Verbrauch der Hackschnitzeln
schwanken.
Die grobe Stückigkeit des Holzes in Form von Hackgut gewährleistet eine
optimale Holzvergasung. |
Holz ist im Vergleich zur Kohle der gasreichste, feste
Brennstoff.
Es ist darauf zu achten, dass kein morsches oder zu lang
gelagertes Holz als Vergaser-Brennstoff eingesetzt wird.
Eine schlechte Holzqualität hat weniger Gasanteile, wodurch mit
einem höheren Brennstoffverbrauch zu rechnen ist.
Der Gasmotors verlangt im Zylinder einen ausreichenden
Energieeinsatz, um die elektrische Leistungen erbringen zu können.
Bei einem ermittelten Heizwert des Holzgases (Schwachgas) von
nur ca. 1,4 KWh/m³ ergibt sich unter optimalen Verhältnissen die Energiemenge
von 2,8 KWh/kg Hackschnitzel bzw. der entsprechende Hackschnitzeldurchsatz
im Holzvergaser. |
|
Aufbereitung und Trocknung des Hackgutes |
|
Die Aufbereitung
dieses Hackgutes kann z. B. mit einem Schneckenhacker oder auch mit einem Trommelhacker durchgeführt werden.
Dieses Hackgut hat
durch seine grobe Struktur viele Luftholräume, wodurch leichter die
Holzfeuchte abgeführt werden kann.
Das aus frischem
Holz gewonnene Hackgut verliert bei fachgerechter Lagerung auf Grund der großen Oberfläche mit Hilfe der
natürlichen Thermik ca. 0,5 % Feuchte pro Tag. |
Insofern keine
Lagermöglichkeit für eine natürlichen Holztrocknung zur Verfügung steht, wird
ein wirtschaftlicheres Trocknungssystem, z. B. ein vollautomatischer
Durchlauf–Schachttrockner empfohlen.
Dieses System hat
den Vorteil, dass die verfügbare, ansonsten nicht weiter verwertbare Abwärme
von der Belüftung des BHKW zur Holztrocknung genutzt werden kann. (hohe
Energieeffizienz) |
|
Erforderliche Infrastruktur für ein
Holzgas-BHKW |
Aufgaben des Betreibers |
|
-
Bereitstellung von Räumlichkeiten
zum Einbau der Komponenten
-
Ausreichendes Lager für Hackschnitzel
und kontinuierliche Zuführung (z. B.: Schüttrichter)
- Thermische Nutzung der Biowärme
Einspeisung in den Heizungsverteiler
-
Einspeisung des Ökostromes
Herstellung der Verbindung zur Einspeisung des Ökostromes in die
öffentliche Trafostation des EVUs
- Abgaskamin
zur Ableitung der Abgase vom BHKW
-
Belüftung und Entlüftung
der Räumlichkeiten bzw. Verbrennungsluftzufuhr
- Sicherung der Wärmeabnahme
Gesicherte Wärmeabnahme durch evtl. Installation einer
zusätzlichen Notkühlanlage oder Nutzung zur Holztrocknung etc.
u. v. m. |
-
Brennstoffbevorratung
Ausreichende Bevorratung des Brennstoffes
(Hackschnitzel, 20 % Feuchte)
- Asche- und
Reststoffentsorgung
Entleerung des Aschekasten und Entsorgung der Asche, evtl.
anfallende Holzkohle könnte weiter genutzt werden (Brikettierung)
- Filterwartung
Aufbereitung der Ölbadfilteranlage und Entsorgung
- Wartung Gasmotor
Einhaltung der vorgeschriebenen Service- und
Instandhaltungsarbeiten am Gasmotor (Öl-Filterwechsel, etc.),
wichtig für die Gewährleistung.
Automatisierung
Die Inbetriebnahme, das Abfahren des Vergasers bis zum
Stillstand, die Überwachung der Gesamtanlage mit dem Gasmotor–BHKW sollte in d.
R. prozessgesteuert und automatisch erfolgten, um zusätzliches Personal zu
vermeiden. |
|
Vergasungssysteme
(Beispiele) |
|
Festbettvergasung |
|
Bei der Festbettvergasung wird Biomasse i. d. R. autotherm unter Einsatz von
Luft vergast.
Der Brennstoff ist dabei in einer Schüttschicht dem Vergasungsmittel ausgesetzt.
Die Gasgeneratoren sind als stehende Schachtöfen konzipiert.
Gegenstrom-Festbettvergas ung
Brennstoff und Gasstrom sind einander entgegen gerichtet.
Das Oxydationsmittel durchströmt zuerst die heißeren Zonen des
Vergasers.
Leistungsbereich:
Kleinere bis mittlere Leistungen, bis ca. 10 MW
Vorteile:
- Gute Trocknung des Brennstoffes in der Trocknungszone,
d.h. Verwendung von feuchten Brennstoffen bis
ca. 50% Wassergehalt möglich.
- Keine besonderen Ansprüche an Stückigkeit, es kann auch
feinkörniges Material (z. B. gehäckseltes Halmgut)
verwendet
werden.
- Das Gas hat am Vergaseraustritt eine relativ niedrige
Temperatur
(80-250°C) und muss nur wenig gekühlt werden.
Nachteile:
- Es fallen im Vergaser Teere u. a. organische Substanzen an,
die vor der Nutzung des Schwachgases in Motoren, entfernt
werden müssen.
- Z. Z. noch keine Marktreife (sollte von Fall zu Fall von
neutraler Seite überprüft werden) |
Gleichstrom-Festbettvergasung
Die Festbettvergasung basiert auf der Verfahrenstechnik der Reaktionszonen
„Trocknung, Zersetzung, Entgasung und Vergasung des Holzes.
Diese verläuft drucklos von oben nach unten im Gleichstrom.
Die Luft bzw. das entstehende Produktgas wird im Gleichstrom zum Brennstoff
geführt.
Leistungsbereich:
Obere Leistungsgrenze bei ca. 5 MW (bei größeren Leistung können die
Strömungsprozesse schlecht kontrolliert werden).
Vorteile:
- Gute Gasqualität, es kann ein relativ teerarmes Gas
erzeugt
werden.
Nachteile:
-
Hohe Anforderungen an den Brennstoff bzgl. Feuchtigkeit
(10-20% optimal) und
Stückigkeit (30-100 mm Kantenlänge).
- Hohe Temperatur des Gases, für Motorenbetrieb ist Kühlung
notwendig, schlechte Nutzung der fühlbaren Wärme.
- Z. Z. noch keine Marktreife (sollte von Fall zu Fall von
neutraler Seite überprüft werden)
Kombination aus Gleich- und Gegenstromvefahren
Vereinigt die Vorzüge beider Verfahren.
Innerhalb der Festbettvergasung gibt es verschiedene Lösungsansätze (z. B.
indirekt und direkt beheizte Festbettvergaser etc.) |
|
Wirbelschichtvergaser |
|
Die Vergasung findet
in einer stationären oder zirkulierenden Wirbelschicht eines zylinderförmigen Reaktors statt.
Durch die Aufwirbelung der feinkörnigen Brennstoffe wandelt
sich das Holz (Hackschnitzel) besonders rasch in Gas um.
Im Prozess wird nur soviel Sauerstoff zugeführt, dass die
Oxydation des Kohlenstoffs unvollständig bleibt und ein Gas entsteht, dass
brennbare Anteile enthält. |
Leistungsbereich:
Mittlere bis größere Leistungen , mindestens ca. 10 MW.
Sinnvoll ist Gasnutzung in Gasturbinen.
Vorteile:
Gas ist relativ teerarm.
Nachteile:
Z. Z. extrem hohen Investitionskosten durch aufwendige
Apparatetechnik!
Hohe Flugaschenanteile im Gas. |
|
Probleme bei der Vergasung |
Gasmotor |
|
Die Probleme der Holzvergasung
sind vorwiegend die Gasreinheit und ein instabiler Vergasungsprozess.
Teerbildungen und die kondensierbaren
Kohlenwasserbestandteile sind die Ursache für hohen Verschleiß und eine kurze Lebensdauer
für den Gasmotor.
Das führte häufig zu viel zu
geringen Laufzeiten des BHKWs und damit zu einer schlechten
Wirtschaftlichkeit.
Teergehalt
Holzgas sollte weniger als 50 mg
Teer/m³ Gas enthalten, um den Gasmotor des BHKWs nicht zu schaden.
Reaktortemperatur
Der für die Teerbildung entscheidende
Faktor ist die Temperatur im Reaktor.
Das Gas muss über möglichst lange
Zeit bei hoher Temperatur im Reaktor verweilen, damit die Teerbildung reduziert
wird. |
Auf Grund der im Holzgas
enthaltenen Begleitstoffe wird das Motorenöl je nach Gasbeschaffenheit
bereits alle 500 bis 800 Betriebsstunden gewechselt.
Die Gas-Motoren in BHKWs werden zur
Emissionsminderung im Magergemischbetrieb gefahren (Luftüberschuss Lambda =
1,3 bis 1,5).
Gasmotoren werden aufgrund des schwer
entzündbaren Gases z. T. mit doppelter Zündanlage ausgerüstet (2 Zündkerzen
je Zylinder).
Häufig werden auch
Zündstrahlmotoren nach dem Dieselprinzip eingesetzt.
Das Holzgas wird dabei der Ansaugluft
zum Dieselmotor beigemischt, die Kraftstoffzufuhr mit Diesel wird ca. um 80-90 %
reduziert.
|
|
Verfahren zur Teerreduzierung und-beseitigung
- Stand und Entwicklung |
|
Der Taupunkt von Holzgas liegt zwischen 250 und 300°C. Damit
ergeben sich die Schwierigkeiten, die Teer bei der Reinigung, Aufbereitung und
weiteren energetischen Nutzung bereitet.
Es kann durch
Agglomeration mit Flugstaubpartikeln und Kondensieren zu Verstopfungen von
Ventilen und Filtern und damit zu Betriebsstörungen in nachgeschalteten
Anlagenkomponenten kommen. |
Zur Holzgasreinigung (Teerbeseitigung) gibt es die verschiedensten mehr oder weniger
erforschten Möglichkeiten, den Teer nach dem Vergasungsrektor entweder
abzuscheiden (Abtrennung) oder umzuwandeln (Spaltung):
Quelle: TU Berlin, Institut für Energietechnik, TU
Dresden, Institut für Technische Chemie |
|
1. Physikalische Verfahren |
|
Physikalische
Verfahren beruhen auf der Abtrennung der Teerkomponenten.
1.1. Adsorption
Hierbei werden die hochmolekularen Kohlenwasserstoffe an Oberflächen mittels
geeigneter Filtermaterialien (Metallfilter, Keramikfilter, Aktivkohle,
Sandbett) zurückgehalten. |
1.2. Absorption
Durch
eine Nasswäsche mit einem Lösungsmittel oder Wasser wird der Teer
reduziert.
Das
Verfahren ist zur Teerreduzierung nicht effektiv genug. da z. T. nur lösliche
Anteile (Phenole) ausgewaschen werden und zudem stark belastetes Abwasser
anfällt, dass weiter behandelt werden muss. |
|
2. Thermochemische Verfahren |
|
Thermochemische
Verfahren beruhen auf der Spaltung der Teerkomponenten.
2.1. Thermische Spaltung
Bei
der rein thermischen Spaltung kann bei Temperaturen zwischen 900-1000°C
ein Umsatzgrad von 50% erzielt werden.
Durch
Kombination der thermischen Spaltung mit partieller Oxydation (Zufuhr von
Sekundärluft) kann der Umsatzgrad in Abhängigkeit der zugeführten Luftmenge
(unterstöchiometrisch) auf > 90% erhöht werden.
Die
Anforderungen an die Gasqualität für Verbrennungsmotoren kann nicht mit
Sicherheit eingehalten werden (Restteergehalt > 0,1 mg/m³)
2.2. Katalytische Spaltung
Erfahrungen liegen z. Z. nur mit kommerziellen Katalysatoren aus dem
Dampfreformierungsprozess auf Nickelbasis sowie kalziumoxyd- oder
magnesiumoxydhaltige Mineralien (Dolomit, Kalkstein) vor.
Reformierungstechnologie:
dient
zur Spaltung höherer Kohlenwasserstoffe.
Hauptbestandteile der im Generatorgas vorkommenden Teerkomponenten sind jedoch
zyklische aromatische und kondensierte Ringsysteme (Benzol, Naphthalin).
|
Kohlensäurehaltige Mineralien (Dolomit) sind preisgünstig und können als
Additiv dem inerten Wirbelbettmaterial zugegeben werden.
Nachteilig ist die geringe thermische Stabilität, da ab 780°C erste
Phasenänderungen durch Sintern auftreten.
Dabei
wird die aktive Oberfläche reduziert.
Nickel-Katalysatoren sind zwar sehr viel teurer, können aber simultan als
Teer- und Ammoniak-Spalter verwendet werden.
Sie
besitzen eine höhere mechanische und thermische Stabilität und können besser
regeneriert werden.
Von
Nachteil ist die Vergiftungsgefahr durch schwefelhaltige Substanzen (H2S).
Geringe Mengen H2S reichen schon zur
Deaktivierung aus.
Die
kommerziellen Nickel-Katalysatoren sind bisher auf ein anderes Anwendungsfeld
hin optimiert worden und sind deshalb für die Teerspaltung von Generatorgas nur
bedingt geeignet.
Die
Entwicklung geeigneter Katalysatoren ist somit erforderlich.
|
|
Entwicklung neuer Katalysatoren zur
Teerspaltung |
|
Entwicklung neuer
Katalysatoren am FhG Institut UMSICHT, Olbernhausen:
Der Einsatz der
Lasermassenspektroskopie erlaubt einen Einblick in das Spektrum der chemischen
Komponenten des Generatorgases und somit Schlussfolgerungen zur Entwicklung
geeigneter Katalysatoren zur Teerspaltung.
Der neue Katalysator
beruht auf einer mesoporösen Feststoffsäure, mit Porengrößen bis zu 10 nm,
wodurch der Zugang für große Teermoleküle zu den katalytisch aktiven Zentren
ungehindert erfolgen kann.
|
Dabei kann durch
gezielte Dotierung z. B. mit Nickel, die Intensität und Selektivität des
Katalysators beeinflusst werden.
Da sich die Struktur
wesentlich von den bisher untersuchten Katalysatoren unterscheidet, sind
wesentliche Vorteile für die Spaltung der komplexen Teerverbindungen im
Generatorgas zu erwarten.
|
|
Funktion eines katalytischen Reformers |
|
Durch einen Reforming-Reaktor
(katalytischer Reformer) können die im Holzgas enthaltenen Teere bei
800-1000°C in Brenngas umgewandelt werden.
Die Teermoleküle werden dabei mit
Wasserdampf oder Kohlendioxyd zu Gasen umgewandelt, die sich problemlos im
Gasmotor verbrennen lassen.
|
Das Holzgas durchströmt dabei mehrere
Katalysatoren, die die Teermoleküle Stück für Stück mit Wassergas in kleinere
Moleküle zerlegen und damit zu Nutzgas werden.
Da der Energiegehalt des Teeres dabei
im Gas verbleibt, kommt es zu einer Steigerung des Heizwertes des Nutzgases.
|
|
Abgasanlage |
Schall und Wärmeschutz |
|
Abgaswärmenutzung
über Abgas–Rohrbündelwärmetauscher, Abkühlung
des Abgases bis ca. 120 °C (bei sauberen Wärmetauscher) im Abgassammelrohr.
Abgaskompensator
Zum
Wärmedehnungsausgleich und zur Körper- Schallminderung sind Kompensatoren
vorzusehen.
Abgasschalldämpfer
Zur
Reduzierung des nicht unerheblichen Lärms ist der Einbau eines Schalldämpfers zu
empfehlen.
Abgasleitung
Länge der Abgasleitung max. 10 m, Abführung über Dach |
Der relativ hohe
Lärmpegel des Gasmotors ist durch geeignete Schallschutzmaßnahmen auf die
zulässigen Werte zu reduzieren (Einhausung, Abgasschalldämpfer,
Schwingungsisolatoren).
Analog ist die Wärmeabstrahlung durch geeignete Wärmeisolierung
einzudämmen. |
|
Emissionen |
|
Für
Holzgas gibt es bislang noch keine technischen Richtwerte über gasförmige
Emissionen.
Nach der
TA–Luft 2002 werden die geforderten Emissionsgaswerte wie bei BHKWs mit
Gasmotor für Biogas und Klärgas – auch für Holzgas eingehalten.
CO–Emissionen
Die erhöhten CO–Emissionen können durch den Einbau eines
Oxidationskatalysators verlässlich auf den geforderten Emissionsgaswert
reduziert und nachgewiesen werden.
Flüssige Emissionen
Kondensate, Teerdestillate oder Abwässer für Holzgasreinigung,
etc., sollten durch entsprechende Vergasungstechnologien vermieden werden. |
Feste Emissionen
Als feste Emissionen wie Asche (0,5 Gewichtsprozent) fällt
reine Holzasche an, die entweder als Dünger verwendet werden kann oder zu
entsorgen ist.
Im Ölbadfilter anfallende Feinasche und Altöl vom
Motorölwechsel des BHKW sind zu entsorgen.
Schallemissionen
Die Schallemissionen vom BHKW–Gasmotor sind standardmäßig mit
entsprechend ausgeführten Schalldämpfern auf die zulässigen Werte zu bringen. |
|
Ein Vergleich elektrischer Wirkungsgrade von
KWK-Alternativen |
|
KWK-Technologien |
Eta–elektr.
|
Betriebswirtschaftliche Nach- und
Vorteile |
|
Dampf-Gegendruckturbine |
10 – 20% |
Nachteil: Kesselwärter, Wasseraufbereitung
erforderlich,
spez. Investition in kleineren
Leistungsbereich relativ hoch
Vorteil: Verbrennung preisgünstiger Energieträger
zur Dampferzeugung
als Antriebsmedium |
|
Dampf–Kolbenmotor |
6 - 20% |
|
Dampf-Schraubenmotor |
10 – 15 % |
|
ORC-Prozess |
10 – 20% |
Vorteil: kein
Kesselwärter, keine Wasseraufbereitung,
geringe Wartung u. Instandhaltungskosten,
Einsatz preisgünstiger Brennstoffe
Nachteil: spez. hohe Investition kleinerer Leistungen |
|
MHKW bzw. BHKW mit Diesel-
und Gasmotoren |
28 – 40% |
Vorteil: Strom & Wärme vor Ort,
hoher Nutzungsgrad,
geringe Emission und
Wartungsaufwand
Nachteil: Gleichzeitige Abnahme von
Strom & Wärme,
exakte Planung
erforderlich |
|
MHKW bzw. BHKW mit Diesel-
und Gasmotoren
Die Erzeugung von Ökostrom und Biowärme mit
Motorheizkraftwerken (MHKW)
bzw. Blockheizkraftwerken (BHKW)
ist auf Grund des hohen elektrischen
Wirkungsgrades und des Brennstoff-Gesamtnutzungsgrades, vor allem
für energieintensive Betriebe, eine
gewinnbringende Notwendigkeit.
Dazu zählen insbesondere
- Fernwärmebetreiber bzw. Fernwärmeunternehmen
- Holzverarbeitende Betriebe
(Sägewerke, Papierindustrie, Tischlerei)
- Landwirtschaftliche Betriebe (Tierzucht,
Gärtnerei)
- Öffentliche Institutionen
(Krankenhäuser,
Kuranstalten, Altersheime)
Nach
dem Österreichischen Ökostromgesetz – Bundesgesetz BGBl I Nr.149/2002
bzw. Deutschen EEG (Erneuerbaren Energiegesetz) vom 1.8. 2004 über
die Abnahme elektrischer Energie aus Ökostromanlagen bieten sich mit dem Einsatz
des MHKW
auf Grund der vergleichbar hohen erreichbaren elektrischen Wirkungsgrade
besondere Ertragskraft bei den Ökoprojekten.
|
|
Vergleich
zwischen thermochemischer Holzvergasung und Verbrennung mit Dampfkraftprozess |
|
Der Zweck
entscheidet
Je nach Ziel der energetischen
Nutzung sollte geprüft werden, ob die Installation eines thermochemischen
Vergasers die strategisch günstigste Variante ist.
Besteht nur die Absicht, aus
biologisch schwer abbaubarer Biomasse (also ungeeignet für Biogasanlagen)
möglichst viel Elektroenergie zu gewinnen, so ist eine mit einem
Dampfkraftprozess gekoppelte Verbrennungsanlage die bessere Alternative.
Beispiel 1:
Verbrennung mit Dampfkraftprozess -
Vergasungsanlage
Bei der Verbrennung von 1 kg Holz
(angenommener Heizwert 16 MJ/kg) sind im Abgas 16 MJ Wärme enthalten.
Ergebnis und Zusammenfassung:
Für die Erzeugung der maximalen
Menge an Elektroenergie ist die Verbrennung effizienter.
Vergasungsanlagen hingegen sind
überall dort sinnvoller eingesetzt, wo auch ein Wärmebedarf gedeckt werden
muss.
|
Aber auch hier muss sich die
thermochemische Vergasertechnologie dem Vergleich mit Alternativen stellen ->
Beispiel 2 (thermodynamisches Vergleichskriterium )
Hackschnitzelheizung -
Vergasungsanlage
Als typischer Anwendungsfall soll
ein durchschnittlicher Wärmebedarf von 500 kW über einen Zeitraum von 3.000 h
pro Jahr gedeckt werden.
Ergebnis und Zusammenfassung:
Bei Substitution der Verbrennung
durch die Vergasung können also aus derselben Brennstoffmenge bei Erfüllung
einer Heizaufgabe etwa 30 Prozent mehr Elektroenergie gewonnen werden – ein
nicht unerheblicher Vorteil der Vergasungstechnologie!
>
ausführliche Beispielrechnung
Quelle:
erneuerbare energien | Mai 2008
|
|
Für
wesentlich mehr Informationen stehen wir Ihnen mit einer persönlichen
Fachberatung jederzeit gerne zur Verfügung.
|
|
Weiter/ zurück zu KWA/BHKW
> Grundlagen KWA/BHKW >
Biomasse-BHKW >
ORC-Technologie > Holzgas-BHKW >
Holzgas-BHKW 100-150 kWel >
Feststoffvergaser >
Dampfschraubenmotor-BHKW >
Pflanzenöl-BHKW
Einen Überblick über alle
Webseiten erhalten Sie im Inhaltsverzeichnis >
INHALT
|