Anbau von Energiepflanzen - Ganzpflanzengewinnung mit ...

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5.2.5 Wirtschaftliche Betrachtungen der Mitverbrennung von Biomasse in Kohlekraftwerken Die Mitverbrennung von Biomasse in Steinkohlekraftwerken wird nicht nur wegen der möglichen schnellen Realisierung, sondern auch wegen den voraussichtlich geringeren Investitionskosten bei der Umrüstung vorhandener Kraftwerke im Vergleich zu rein mit Biomasse befeuerten Anlagen favorisiert. Eine gute Abschätzung der Wirtschaftlichkeit der Mitverbrennung von Biomasse läßt sich aus einer konkreten Machbarkeitsstudie zu einem bestehenden Steinkohlekraftwerk mit 700 MW el in Baden-Württemberg ableiten (SIEGLE et al., 1996). Bei der Studie wurde das Potential der Biomassen Stroh, Wald- und Industrierestholz, Altholz, feste organische Abfälle aus Haushalten etc. und Straßenbegleitgrün im Umkreis von 50 km um das Kraftwerk abgeschätzt. Zur Mitverbrennung im Kraftwerk wurden die beiden Biomassen mit hohem erschließbarem Aufkommen - Waldrestholz und Stroh - hinsichtlich Bereitstellungs-verfahren untersucht und es wurden Logistikkonzepte erstellt. Mit dem verfügbaren Potential an Waldrestholz und Stroh ließen sich im vorliegenden Fall bei Vollast 8 % der thermischen Feuerwärmeleistung des Kraftwerkes erzeugen. Die Kosten der Biomassebereitstellung frei Kraftwerk resultieren nach SONTOW et al. (1996) aus den Verfahrensabschnitten Ernte, Lagerung und Transport. Sie hängen wesentlich von den eingesetzten Techniken und den unterstellten Verfahrensabläufen ab. Da sie wiederum einen großen Anteil der Gesamtkosten für die Biomassezufeuerung stellen, entscheiden sie u.a. über die Wirtschaftlichkeit und Durchführbarkeit der Zufeuerung. Die Tabelle 27 zeigt die bei den untersuchten Bereitstellungsketten anfallenden Kosten der für die Zufeuerung betrachteten Biomassefraktionen. Waldhackschnitzel werden unterteilt in Hackschnitzel aus Waldrestholz, aus Durchforstungen sehr junger Bestände (Erstdurchforstungen - Bestandesalter ca. 30 Jahre) und aus Durchforstungen älterer Bestände (Zweitdurchforstungen - Bestandesalter ca. 60 Jahre). Tab. 27: Kosten der Biomassebereitstellung frei Kraftwerk (nach Kaltschmitt et al., 1996) Aufkommen t atro/a Bereitstellung DM/t atro Lagerung DM/t atro Transport DM/t atro Summe DM/t atro Waldrestholz 65 000 200 0 38 238 Erstdurchforstung 29 000 146 0 38 184 Zweitdurchforstung 18 000 99 0 38 137 Stroh 100 000 110 9 40 159 Bei einer Biomassezufeuerung in Höhe von 8 % der thermischen Leistung, die jeweils zur Hälfte durch Holz und Stroh realisiert werden soll, ergeben sich bei einer Liefermenge von 121 000 t atro/a mittlere Bereitstellungskosten für Waldhackschnitzel von 179 DM/t atro und für Stroh von 159 DM/t atro. Damit liegen die mittleren Brennstoffkosten von 53 600 t atro/a Holz und 67 200 t atro/a Stroh bei rund 167 DM/t atro. Eine Biomassezufeuerung in einer Kohlenstaubfeuerung kann sich potentiell in der Abnutzung der Verbrennungsanlage und der Rauchgasreinigung auswirken. Davon ausgehend wurden in der Machbarkeitsstudie Konzepte für die notwendigen Biomasseaufbereitungsanlagen und die entsprechenden Umrüstungsmaßnahmen an der Kohlenstaubfeuerung erstellt, um die voraussichtlichen Investitionskosten einer Umrüstung ableiten zu können. Als vorteilhafte Technik der Mitverbrennung erwies sich das Einblasen in den Brenner über 4 der insgesamt 8 Ölbrennerlanzen. Dies bedingt eine entsprechende Aufbereitung der Biomasse mittels Hammermühle und entsprechende Fördertechniken. Bei einer Biomassezufeuerung in der untersuchten Anlage von weniger als 10 % der eingesetzten Brennstoffenergie ist nach SONTOW et al. (1996) aus gegenwärtiger Sicht ohne über das gewohnte Maß hinausgehende Verschleißerscheinungen an der Anlage möglich. Bei einer Biomassezusammensetzung von jeweils rund 50 % Holz und Stroh gleichen sich die in die Feuerungsanlage eingebrachten Problemstoffe wie z.B. Chlor soweit aus, daß sie letztlich innerhalb einer Bandbreite liegen, wie sie auch von der eingesetzten Steinkohle her bekannt ist. 88
Aus den notwendigen Umrüstungen auf die Mitverbrennung von je 20 t roh/h Holz und Stroh resultieren bei dem untersuchten Kraftwerk Bruttoinvestitionen von insgesamt 23,4 Mio. DM (s. Tab. 28). Werden zu den daraus resultierenden jährlichen Kapitaldienstkosten die Betriebskosten (Wartungs-, Reparatur-, Personal- und Energiekosten) addiert, erhält man jährliche Kosten für die Aufbereitung der Biomassen von 2,1 Mio. DM/a bzw. 39 DM/t atro für Holz und von 3,0 Mio. DM/a bzw. 45 DM/t atro für Stroh. Tab. 28: Kosten für die Mitverbrennung von Holz und Stroh (n. KALTSCHMITT et al., 1996) Holz Stroh Gesamte Bruttoinvestition 1 in TDM 9 039 14 325 Kapitaldienst der Bruttoinvestition in TDM/a 1 056 1 673 Wartung und Reparatur in TDM/a 340 510 Versicherung und Steuern in TDM/a 157 249 Personalkosten in TDM/a 160 160 Energiekosten in TDM/a 375 435 Gesamtkosten ohne Brennstoffkosten in 2 088 3 027 TDM/a Gesamtkosten ohne Brennstoffkosten in 39 45 DM/t atro 1 inklusive Projektmanagement und Anlaufkosten Für die hier angenommene Mitverbrennung von Biomasse mit 8 % der installierten thermischen Leistung werden - wird von keiner Veränderung des Wirkungsgrades bei Biomassezufeuerung ausgegangen - auch 8 % der elektrischen Leistung durch Biomasse bereitgestellt. Damit sind die entstehenden Biomassekosten auf 8 % der in der Anlage bereitgestellten elektrischen Energie zu beziehen. Bei einer Gegenüberstellung der Stromgestehungskosten zeigt sich, daß die Strombereitstellung in einer Einzelanlage zur Biomassefeuerung im Vergleich zu der Zufeuerung in einem Steinkohlekraftwerk sehr viel höhere Kosten verursacht (s. Tab. 29). Sie belaufen sich bei der Zufeuerung auf rund 11,2 Pf/kWh, während sie bei der hier unterstellten Einzelanlage mit 24,3 Pf/kWh fast doppelt so hoch liegen. Tab. 29: Spezifische Kosten einer Biomassezufeuerung und einem Biomasseeinsatz in einer Einzelanlage Zufeuerung Einzelanlage jährliche Fixkosten bezogen auf installierte thermische 28,7 TDM/MW th,inst 288 TDM/MW th,inst Leistung bezogen auf installierte elektrische 76,9 TDM/MW el, inst 993 TDM/MW el, inst Leistung Energiegestehungskosten bezogen auf elektrische Arbeit 11,2 Pf/kWh 24,3 Pf/kWh Die Zufeuerung von Biomasse in umgerüsteten Steinkohlekraftwerken ermöglicht damit im Vergleich zu neuzubauenden, ausschließlich mit Biomasse gefeuerten Anlagen eine deutliche Senkung der Strombereitstellungskosten. Dies liegt einerseits darin begründet, daß ein wesentlicher Teil der notwendigen Feuerungstechnik bereits mit der Kohlefeuerung zur Verfügung steht und darüber auch abgeschrieben wird. Andererseits wird eine Stromerzeugung ausschließlich aus Biomasse meist in Anlagen geringer installierter Leistung realisiert; dies führt bei gleichzeitig geringerem mittleren Wirkungsgrad zu erheblich höheren spezifischen Anlagen- und Betriebskosten im Vergleich zu einer Zufeuerung in vorhandenen Kohlekraftwerken. Bei einem aus der zugefeuerten Biomasse resultierenden Stromaufkommen aus Biomasse von 226 GWh/a in der beschriebenen Anlage errechnen sich daraus Stromgestehungskosten von 11,2 Pf/kWh ohne Berücksichtigung der sowieso für den Betrieb des Kraftwerks anfallenden Kosten (d. h. Anlagenabschreibung, Betriebskosten) und der möglichen Kosteneinsparungen (z. B. durch reduzierten Kalksteineinsatz). Eine moderne Anlage zur Stromerzeugung ausschließlich aus Biomasse könnte 89
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4.3 Holzsortimente Die im Vorhaben
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60 w = 100 * u / (100 + u) 50 Wasse
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Abb. 3: Schematischer Brenneraufbau
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Es wurden zusätzlich orientierende
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Abb. 6: Schwadmäher und Quaderball
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5.1.2 Trockenmasseerträge Von den
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Erträgen von fast 160 dt Trockenma
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Topinambur lag zunächst beim gleic
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Ertrag in Müllheim ist mit über 5
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Erträgen zeigen den positiven Effe
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Die 1996 geernteten Weiden in Müll
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Bodenuntersuchungen durchgeführt.
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Sonnenblume liegen zwischen 4,3 und
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Die Chlorkonzentration - bezogen au
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