DBFZ Report Nr. 18 - Deutsches Biomasseforschungszentrum

Die kleintechnische Vergasung – Stand der Technik
3.5.5 Brennstoffzellen
Ein weiterer vielversprechender Nutzungspfad ist die Bereitstellung elektrischer Energie aus Holzgas
über Hochtemperaturbrennstoffzellen. Gegenüber dem derzeit vorherrschenden Umweg über
thermische Kraftmaschinen verspricht diese Technologie nochmals eine deutliche Wirkungsgradsteigerung,
da zumindest theoretisch die volle Brennstoffenergie in elektrische Energie umgewandelt
werden kann. Reale Zellen erreichen im Teillastbetrieb Wirkungsgrade bis zu 70 %, unter Volllast etwa
50 - 60 %. Gesamtsysteme lassen demnach einen elektrischen Anlagenwirkungsgrad von 44 %
erwarten. Bisher wurden nur in wenigen Forschungsprojekten alle Verfahrensschritte (Gaserzeugung,
Aufbereitung und Brennstoffzelle) zusammen betrieben. Diese wenigen und zugleich kurzen Versuche
(25 h) zeigen jedoch bei sorgfältiger Gasaufbereitung gegenüber dem reformierten Erdgas als
Brennstoff keine höhere Degradationsrate (Martini et al. 2012, S. 69 - 74).
3.6 Bilanzierung
Die Bilanzierung von Biomassevergasungsanlagen ist ein wichtiger Baustein zur Beurteilung deren
Leistungsfähigkeit und Effizienz, insbesondere im Vergleich zu anderen Bioenergiebereitstellungstechnologien.
Bei der Anlagenoptimierung und -beurteilung ist die Bilanzierung ebenfalls ein wichtiges
Hilfsmittel. Die Erfassung der ein- und austretenden Stoff- und Energieströme bildet dabei die
Grundlage. Neben den absoluten Zahlen der jeweiligen Stoff- und Energieströme haben die
verwendeten Messverfahren und deren Messgenauigkeiten einen wesentlichen Einfluss auf das
Ergebnis der Bilanzierung. Durch die Komplexität einer Biomassevergasungsanlage sowie die
verschiedenen Vergasungstechnologien (u. a. Luft-/ Wasserdampfvergasung, Festbett-/ Wirbelschichtvergasung)
ist eine einheitliche und vergleichbare Basis der Anlagenbilanzierung von enormer
Bedeutung. Einen Weg zur Bilanzierung von Biomassevergasungsanlagen ist im Methodenhandbuch
des Service- und Begleitprogramms zur Förderinitiative energetische Biomassenutzung des BMU
aufgezeigt. Darin wird die Biomassevergasungsanlage soweit vereinfacht und vereinheitlicht, dass die
definierten Parameter und Berechnungsvorschriften für alle Vergasungstechnologien und –anlagen
anwendbar sind. Weiterhin ist bei der Anwendung dieser Bilanzierungsvorschrift der Vergleich mit den
anderen Pfaden zur Bereitstellung von Energie aus Biomasse (Verbrennung und Vergärung) problemlos
möglich, da die dort verwendeten Prozess- und Kenngrößen entsprechend vereinheitlicht wurden.
Abbildung 3.6 zeigt das Bilanzschema einer Biomassevergasungsanlage laut Methodenhandbuch
(Thrän et al. 2013, S. 55).
Für die Bilanzierung von Biomassevergasungsanlagen können neben dem Methodenhandbuch u. a.
auch die VDI Richtlinien 4608 und 4661 sowie die Richtlinie 2004/8/EG und das AGFW -
Arbeitsblatt FW 308 benutzt werden. Diese bieten im Vergleich zum Methodenhandbuch aber keine
vollständigen und mit anderen Bioenergie-Technologien leicht vergleichbaren Ansätze.
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