Optimierung und Bewertung von Anlagen zur Erzeugung von ...

Zusammenfassung 109
spezifischen Treibhausgasemissionen der Stromverbrauch der Bio-SNG-Anlage
einen maßgeblichen Anteil an den gesamten Emissionen hat (Kapitel 5).
� Die Optimierung der Konzeptvarianten zur Erzeugung von SNG und Wärme führte
zu einer Verbesserung der energetischen, ökonomischen und ökologischen
Kennwerte durch die Nutzung von hochwertiger Prozessabwärme zur
Dampfbereitstellung. Dabei können auf Basis der zu Grunde liegenden
Prozesskonfigurationen Sattdampfdrücke von über 80 bar erreicht werden. Beim
Einsatz von Heißgasreinigungssystemen, wie bei den langfristigen
Konzeptvarianten, ist das Optimierungspotenzial der Abwärmenutzung gegenüber
nassen Gasreinigungen eingeengt. Zudem zeigte die Optimierung, dass die
Kompression des Vergasungsrohgases vor der Methanisierung unter
Berücksichtigung des Strombedarfs der Kompression und der exergetischen
Verluste der Methanisierungsreaktion nachteilig ist (Kapitel 6).
� Die Optimierung der Konzeptvarianten zur Erzeugung von SNG, Strom und
Wärme führte ebenfalls zu einer Verbesserung der betrachteten Kennwerte. Bei der
Optimierung wird die Last der Stromerzeugungsaggregate minimiert, die einen
Gasteilstrom zur Strombereitstellung nutzen (Gasmotoren, Gasturbinen). Die Last
derjenigen Stromerzeugungsaggregate, die Prozessabwärme in elektrische Energie
wandeln (Dampfkraftprozesse, ORC-Module), wird hingegen maximiert. Bei der
Betrachtung der Optimierungsparameter wurde deutlich, dass diese bei der
exergetischen, ökonomischen und ökologischen Optimierung ähnliche Werte
annehmen. Die ökonomische und auch ökologische Wettbewerbsfähigkeit einer
Konzeptvariante geht demnach mit der energetischen Effizienz einher.
Insbesondere ökologische Fehlentwicklungen können daher bei energetischen
Optimierungen nahezu ausgeschlossen werden (Kapitel 7).
� Der Vergleich der Optimierungsergebnisse der untersuchten Konzeptvarianten
zeigte, dass die Ausnutzung der hochwertigen Prozessabwärme von Bio-SNG-
Produktionsanlagen Potenzial für exergetische, ökonomische und ökologische
Prozessverbesserungen bietet. Dabei erscheinen sowohl die Erzeugung von
Hochdruckdampf als auch die Nutzung der Wärme in Dampfkraftprozessen zur
Stromproduktion als Alternativen. Der Einsatz von ORC-Modulen ist aufgrund des
hohen Temperaturniveaus der Prozessabwärme nicht empfehlenswert (Kapitel 8).
� Die Integration von Dampfkraftprozessen, die Prozessabwärme zur
Stromerzeugung nutzen, erweist sich demnach als geeignete Option, das
wirtschaftliche Risiko bei steigenden Strompreisen zu minimieren. KWK-
Aggregate, die einen Gasteilstrom zur Bereitstellung elektrischer Energie nutzen,
sind dazu ungeeignet, da sie die Wettbewerbsfähigkeit der Bio-SNG-Produktion im
Auslegungszustand, d. h. im Vergleich ohne Stromproduktion, einschränken.
� Unabhängig von der Minimierung des wirtschaftlichen Risikos bei steigenden
Strompreisen sind Standortbedingungen und ökonomische Rahmenannahmen (z. B.
der Dampfverkaufspreis, Stromverkaufspreis) einer Anlage entscheidend für deren
Konzeptionierung. Besteht an einem Anlagenstandort kein Bedarf an
Prozessdampf, so sollte die Integration eines Dampfkraftprozesses zur
Stromproduktion geplant werden (Kapitel 8).
� Der Einsatz von Gasmotoren mit dem Ziel, den auf diese Weise produzierten Strom
zu Spitzenlastzeiten mit hohen Stromhandelspreisen zu verkaufen, stellt sich
aufgrund der zusätzlichen Investitionsaufwendungen für die Gasmotoren als
risikoreiche Option dar. Unter Berücksichtigung der betrachteten
Rahmenannahmen verspricht der Verkauf von Spitzenlaststrom lediglich einen
geringen ökonomischen Vorteil. Voraussetzung für einen ökonomischen Vorteil