Vortrag: Hackschnitzel - Horst R. Dänzer
Vortrag: Hackschnitzel - Horst R. Dänzer
Vortrag: Hackschnitzel - Horst R. Dänzer
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<strong>Hackschnitzel</strong><br />
Die einheimischen<br />
Energielieferanten ?
Definition <strong>Hackschnitzel</strong><br />
� <strong>Hackschnitzel</strong> sind<br />
� unbehandelte Sägenebenprodukte aus<br />
Sturmholz<br />
� Gebrauchtholz der Klassen A I bis A III<br />
� Strauchschnitt<br />
� Forstholz<br />
� <strong>Hackschnitzel</strong> gehören zu „Biomasse“
Energieträger<br />
� Steinkohle<br />
� Braunkohle<br />
� Erdöl<br />
� Erdgas<br />
� Holz<br />
� Wasserkraft<br />
� Chemie (Batterie)<br />
� Wind<br />
� Sonne<br />
� Rapsöl<br />
� Biogas<br />
� Biomasse Holz,<br />
<strong>Hackschnitzel</strong>, Pellets,<br />
Stroh etc<br />
� Wasserstoff<br />
� Radioaktivität<br />
� Geothermie
Unter Umweltaspekt: welche<br />
Schadstoffe fallen an, wieviele ?<br />
� Kohlendioxid (CO 2 )<br />
� Kohlenwasserstoffe<br />
� Stickoxide (NO)<br />
� Schwefeldioxid (SO 2 )<br />
� Kohlenmonoxid (CO)
Umwelt: jährliche Emissionen eines<br />
Einfamilienhauses beim Heizen<br />
jährl. E in kg / anno<br />
bzw bei CO 2 in t /<br />
anno<br />
jährliche Emissionen eines Einfamilienhauses beim<br />
Heizen<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Heizöl Erdgas Pellets<br />
Brennstoff<br />
Quelle: Rakos, C.; Tretter, H. Ökobilanz Pelletheizung, Wien<br />
SO 2<br />
Staub<br />
CO<br />
CO 2
Kosten p. a. der Wärme aus Stroh, Holz, Heizöl, Gas und Steinkohle,<br />
Preise Sommer 1995, bei Heizleistung von 25 kW und Jahresenergieverbrauch<br />
von ca. 3.500 l Öläquivalent ( in DM !)<br />
(Quelle: Dr. A. Strehler)
Heizwert und Aschegehalt biologischer<br />
Brennstoffe bezogen auf Trockensubstanz<br />
Material<br />
Senf-GP<br />
Sommergerste-GP<br />
Sommergerste/Weidelgras-GP<br />
Wintergerste-GP<br />
Winterraps-GP<br />
Winterweizen-GP 1<br />
Rapsstroh<br />
Getreidestroh<br />
Zum Vergleich:<br />
Holz<br />
Heizöl<br />
Flüssiggas<br />
Steinkohle<br />
Aschegehalt [%]<br />
6,1<br />
6,5<br />
0,4<br />
3,8<br />
7,3<br />
4,5<br />
6,9<br />
3,3-3,7<br />
5,0<br />
0<br />
0<br />
1-15<br />
Heizwert<br />
[MJ/kg ]<br />
17,2<br />
17,7<br />
16,8<br />
17,5<br />
17,7<br />
17,4<br />
17,2<br />
16,9<br />
18,6<br />
42,0<br />
46,0<br />
32,5
Vorteil der Energieerzeugung aus<br />
<strong>Hackschnitzel</strong> / Biomasse
HOLZ ist eine NACHWACHSENDE<br />
ENERGIEQUELLE<br />
Das Nachhaltigkeitsprinzip gilt in der Bayerischen Forstwirtschaft seit<br />
200 Jahren. � Wenn immer nur so viel Holz verfeuert wird, wie im<br />
gleichen Zeitraum nachwächst, entsteht ein geschlossener<br />
Kohlenstoffkreislauf.<br />
Damit wird bei der Verbrennung die gleiche Menge an Kohlendioxid<br />
(C02) freigesetzt, welche die Bäume während des Wachstums der<br />
Atmosphäre durch Photosynthese entziehen.<br />
Im Gegensatz zur Verbrennung von Kohle, Heizöl und Erdgas entsteht<br />
keine zusätzliche Kohlendioxid-Belastung der Atmosphäre.<br />
Kohlendioxid gilt als so genanntes Klimagas. Klimaforscher befürchten,<br />
dass durch solche Gase das Weltklima ungünstig beeinflusst wird.<br />
Die energetische Verwertung von Holz leistet einen Beitrag zur<br />
Schonung fossiler Brennstoffe und ist daher eine sinnvolle Methode zur<br />
Beseitigung von Reststoffen.<br />
Ein Kubikmeter trockenes Schichtholz kann zwischen 160 und 180 Liter<br />
Heizöl ersetzen.
<strong>Hackschnitzel</strong> als reichlich<br />
vorhandenes Brenngut: A<br />
� Für reine Heizzwecke
„Tropenglut “<br />
<strong>Hackschnitzel</strong>heizung
<strong>Hackschnitzel</strong>heizung:<br />
� Mit der Vorbrennkammer die optimale<br />
Verbrennung<br />
� Bewährt durch viele Jahre am neuesten<br />
Stand der Technik<br />
� Genau dosiert wird das Hackgut dem<br />
Vorofen zur Verbrennung zugeführt. Bei<br />
hohen Temperaturen bis 1.200 Grad<br />
erfolgt eine optimale Verbrennung
Schematische Darstellung der<br />
<strong>Hackschnitzel</strong>heizung<br />
http://www.haustechnik.bsz.fdsschule.de/02haksch/hack01.htm#b1
Zur Ergänzung:<br />
komfortablere Holzpellets Heizung<br />
�
Biomasseheizwerk Hauzenberg<br />
� mit einer<br />
Biomassefeuerungsleistung<br />
von 1 MW wird Wärme für<br />
vorwiegend öffentliche<br />
Gebäude zur Verfügung<br />
stellt.<br />
� Die Grundlast der<br />
Wärmeversorgung deckt der<br />
Biomassekessel. Zur<br />
� Deckung des Spitzenbedarfs<br />
und zur Notversorgung<br />
werden 2 Ölheizkessel<br />
eingesetzt.<br />
� Keine Stromerzeugung
<strong>Hackschnitzel</strong> als reichlich<br />
vorhandenes Brenngut: B<br />
� Als Biomasse für Stromerzeugung mit<br />
Kraftwärmekopplung [KWK] in<br />
Blockheizkraftwerken [BHKW)<br />
� Da bei der Stromerzeugung Wärme<br />
zwangsweise anfällt, macht es Sinn in<br />
erster Linie Strom zu erzeugen und in<br />
zweiter Linie die dabei entstehende<br />
Abwärme zu nutzen und zu vermarkten<br />
� Ganzjähriger Bedarf ? Wärmeleitung ?
Jahreskurve Energiebedarf<br />
kWh<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Jahresbedarfskurve Wärme und Strom<br />
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez<br />
Mon<br />
Angenommener Verlauf !<br />
Wärme<br />
Strom
Projektübersicht<br />
Biomasse Heizkraftwerk (Pfaffenhofen)
Vom Energieträger zur Wärme und<br />
zum Strom<br />
Konden<br />
sations<br />
kraftwerk<br />
BHKW<br />
BHKW<br />
Holzgaser<br />
Kohle<br />
Öl, Gas<br />
z.B.Hack<br />
schnitzel<br />
Hack<br />
schnitzel<br />
Dampf<br />
turbine<br />
Dampf<br />
motor<br />
Dampf<br />
motor<br />
Gas<br />
motor<br />
Generator<br />
Generator<br />
Generator<br />
Generator<br />
=<br />
Konden<br />
sat<br />
= Nutz<br />
wärme<br />
= Nutz<br />
wärme<br />
= Nutz<br />
wärme<br />
Strom<br />
Strom<br />
Strom<br />
Strom<br />
Ab<br />
wärme<br />
Ab<br />
wärme<br />
Ab<br />
wärme<br />
Ab<br />
wärme<br />
Bei der Stromerzeugung werden ca. 30% zu Strom, ca. 50 % zu nutzbarer<br />
Wärme, ca. 20 % der eingesetzten Energie geht verloren
Technologievergleich<br />
bei der Verstromung von Holz<br />
OCR : Organic-Rankine-Cycle-Technologie: ca. 300°C, Thermoöl statt Wasser,<br />
fällt auch nicht unter die Dampfkesselverordnung !<br />
Im Stirlingmotor werden die heißen Rauchgase direkt – ohne Dampferzeugung –<br />
genutzt. Die Verbrennungsrückstände belasten weder bewegliche Teile des<br />
Stirlingmotors noch Schmierstoffe. Stirlingmotor ist also ein Heißluftmotor<br />
Solo Kleinmotoren GmbH arbeitet an Stirling Motoren von 4 bis 9 KW el
Beispiele von real. Anlagen:<br />
Biomasseheizwerk in Reit im Winkl<br />
� Nennwärme 4 MW, davon 3 MW Biomasse, OCR Technik,<br />
Spitzenlast über 4 MW Rapsölbefeuertem Kessel,<br />
umschaltbar auf Heizöl, Stromerzeugung zunächst 400 kW<br />
� Fassungsvermögen: Holz-Lagerhalle mit 2400 m³,<br />
Vortrocknung im Tagesbunker mit 160 m³, Tagesbedarf ca.<br />
80 m³ <strong>Hackschnitzel</strong><br />
� Nachbar baut Rapsölmühle auf<br />
� Bedarf im Endausbau: 10.000 t <strong>Hackschnitzel</strong> und 200 t<br />
Rapsöl p. a.<br />
� 10,3 km langes Fernwärmenetz versorgt: angrenzendes<br />
Industriegebiet, Ortszentrum, kommunale Gebäude und<br />
Wohnsiedlungen
Biomasseheizkraftwerk Bad Alexandersbad<br />
Technische Daten<br />
2 BHKW-ModuIe mit Rapsölbetrieb thermische Leistung je 115 kW<br />
elektrische Leistung je 95 kW<br />
l Holz-Spezialheizkessel für Heizleistung 400 kW<br />
Holzhackschnitzel<br />
l Spitzenheizkessel (Ölheizkessel) Heizleistung 370 kW<br />
mit Rapsölbrenner<br />
Gesamtleistung thermisch 1.000 kW<br />
elektrisch 190 kW<br />
Gesamtwärmebedarf 850 kW<br />
Strombedarf momentan 90 kW<br />
nach Umstellung 120 kW
Gelungenes Zusammenspiel<br />
von Ökologie und Ökonomie und Optik<br />
Holzversorgung 90.000. bis 120.000 t p.a<br />
Im Biomasse Heizkraftwerk Herbrechtingen<br />
Davon bis ca 50% Gebrauchtholz A I und A II
Einspeisepreise bei eon Cent / kWh<br />
(Stand 19.12.02)<br />
Inbetrieb<br />
Jahr<br />
2003<br />
2004<br />
2010<br />
2020<br />
1<br />
7,67<br />
7,67<br />
7,67<br />
7,67<br />
Wa<br />
2<br />
6,65<br />
6,65<br />
6,65<br />
6,65<br />
Wa<br />
9,9<br />
9,3<br />
8,3<br />
Bio<br />
3<br />
10,0<br />
4<br />
9,0<br />
8,9<br />
8,3<br />
7,3<br />
Bio<br />
5<br />
8,5<br />
8,4<br />
7,8<br />
6,8<br />
Bio<br />
8,9<br />
8,8<br />
8,2<br />
7,2<br />
Wi<br />
8<br />
6,0<br />
5,9<br />
5,3<br />
4,3<br />
Wi<br />
9<br />
10<br />
45,7<br />
43,4<br />
31,7<br />
19<br />
Ph
Basis für Einspeisepreise 1<br />
� Wasserkraft, Deponiegas, Grubengas, Klärgas gemäß<br />
§ 4 EEG<br />
� 1 500 KW<br />
� Biomasse<br />
� 3 bis installierte elektr. Leistung
Basis für Einspeisepreise 2<br />
� Windkraft<br />
� 8 Ab Inbetriebsetzung 5 Jahre<br />
� 9 Für Altanlagen ...<br />
� Photovoltaik<br />
� 10 bis Installierte Leistung
Holzvergasung<br />
� Die bisherigen Heizkraftwerke greifen auf<br />
Öl zurück<br />
� Wie könnte es besser gehen ?<br />
� Holzvergasung ?
Holzgaserzeuger<br />
Mega Class Funktionsprinzip
Im Holzvergaser (Vergasungsreaktor oder Gasgenerator)<br />
laufen vier Verfahrensschritte ab<br />
� Trocknung<br />
� In der Trocknungszone verdampft bei Temperaturen oberhalb von 100 °C der<br />
Wassergehalt des Brennstoffs<br />
� Pyrolyse<br />
� Mit weiterer Temperaturerhöhung (bis 500 °C) entweichen die flüchtigen<br />
Bestandteile ... des Holzes. Dieser Vorgang wird Pyrolyse oder auch Schwelung<br />
genannt. Als Endprodukte der Pyrolyse liegen Holzkohle (Koks) und<br />
Pyrolysegase vor<br />
� Oxidation<br />
� In der anschließenden Oxidationszone findet durch Zuführung von<br />
Verbrennungsluft eine Verbrennung der Pyrolysegase statt<br />
� Reduktion<br />
� Die dabei freiwerdende Energie führt zu wärmezehrenden<br />
Reaktionen an der Holzkohle. Es bilden sich dabei die erwünschten<br />
brennbaren Bestandteile Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Dieser<br />
Vorgang wird Reduktion genannt. Die Holzkohle wird dabei<br />
aufgebraucht<br />
http://www.mastergas.de/wissen.html
Holzvergasungsanlage<br />
� Eine Holzvergasungsanlage dient der Umwandlung des Festbrennstoffes<br />
Holz in ein brennbares Gas, das so genannte Holzgas.<br />
� Der Vorteil der Umwandlung in ein Gas liegt darin, dass mit Gasen sehr<br />
elegant elektrische Energie über Verbrennungsmotoren (BHKW) erzeugt<br />
werden kann, wohingegen Festbrennstoffe relativ aufwendige<br />
Dampfkreisläufe benötigen, die im kleineren Leistungsbereich nicht<br />
wirtschaftlich betrieben werden können.<br />
� Der Holzvergasungsprozess beruht auf den Effekt der unvollständigen<br />
Verbrennung. Im Gegensatz zur normalen, vollständigen Verbrennung bei<br />
der ausreichend Sauerstoff vorhanden sein muß, wird bei der<br />
Holzgaserzeugung weniger Sauerstoff zugegeben als für die Verbrennung<br />
erforderlich ist (unterstöchiometrisches Verfahren). Statt der<br />
Oxidationsprodukte Kohlendioxid und Wasserdampf entsteht ein Gemisch<br />
aus den brennbaren Bestandteilen Kohlenmonoxid und Wasserstoff (sowie<br />
Kohlendioxid und Wasserdampf).
Die Vorteile der Holzvergasung:<br />
� CO2-neutrale Energieversorgung durch<br />
Verwendung von nachwachsenden Energieträgern<br />
� Erfüllung des politischen Kriteriums der<br />
Nachhaltigkeit in der Energieumwandlung<br />
� Substitution fossiler Energieträger (Öl, Erdgas)<br />
durch Biomasse<br />
� Wirtschaftliche Bereitstellung von Strom und<br />
Wärme<br />
� Schaffung neuer Märkte für die Land- und<br />
Forstwirtschaft
Pilotanlage von MHB Umwelttechnik<br />
Holzvergaser mit 500 kW el<br />
� Das Unternehmen MHB Umwelttechnik GmbH ist seit<br />
mehreren Jahren auf dem Gebiet der Vergasung von Holz<br />
zur Elektro- und Wärmeenergieerzeugung tätig und hat an<br />
einer vorhandenen, kleineren Testanlage (Holzvergaser<br />
mit nachgekoppeltem BHKW; Leistung 25 kW) das Knowhow<br />
für eine wirtschaftlich arbeitende Anlage im<br />
Leistungsbereich 500 kW el / 900 kW th entwickelt.<br />
� Hierzu wurde eine Pilotanlage erstellt, an der<br />
gegenwärtig Versuche gefahren werden, die jedoch<br />
mittelfristig in der Betriebsweise und den<br />
Anlagenkomponenten optimiert werden muss.<br />
� Parallel hierzu sind vorhandene Kundenkontakte zu<br />
vertiefen, weiter auszubauen und bzgl. technischtechnologischer<br />
Anlagenkonzeption zu präzisieren.<br />
Weiterhin ist eine genehmigungsvorbereitende<br />
Grundabstimmung mit Ämtern / Behörden, wie Technische<br />
Sicherheit, Immissionsschutz, Reststoffentsorgung,<br />
Baurecht u. ä. erforderlich.
Holzvergasung im 2sv Prozess mit<br />
Kupolofentechnik bei ca. 2000 °C<br />
Holzgas enthält<br />
Teer.<br />
Im 2sv Prozess wird<br />
Teer ausgesondert.<br />
Zum Betrieb des<br />
Gasmotors ist nur<br />
das kalte Rauchgas<br />
nötig.<br />
Die Wärme kann<br />
abgezweigt werden
Verwertung von Holz � Je nach Grad der Behandlung<br />
unterscheidet man verschiedene Holzklassen<br />
Klasse 1:<br />
naturbelassenes bzw. unbehandeltes Holz, frei von Fremdstoffen<br />
z. B. ungestrichene und saubere Massivhölzer, Paletten, Bauholz wie<br />
Balken, Latten, Bretter, Verpackungen, Baum- und Gehölzschnitt<br />
Klasse 2:<br />
Oberflächenbehandeltes Holz, frei von Fremdstoffen gestrichene und<br />
verschmutzte Massivhölzer, Paletten, Kisten, Bauholz, Verpackungen,<br />
Dachstuhl, Balken, Fachwerk, Verschalungen, Holztüren ohne Glas,<br />
Altmöbel, Kabeltrommeln<br />
Klasse 3:<br />
Spanplatten und Holzwerkstoffe, Holzfenster, frei von Fremdstoffen<br />
Spanplatten, Presspan-Hartfaserplatten, Altmöbel aus Spanplatten,<br />
Sperrholz, verleimte Schalplatten, Holzfenster ohne Glas<br />
Klasse 4:<br />
Altholz mit Fremdstoffen, Holzfenster mit Glas<br />
Die Verwertung von Altholz erfolgt über private Entsorger.<br />
Für die Verwertung sind nicht geeignet:<br />
* Druck- und tauchimprägnierte Hölzer<br />
* Hölzer mit Imprägnierungen wie Teer, Öl, Teerchromsalz
Widerstand gegen<br />
Biomasseheizkraftwerke<br />
� Von den Anliegern<br />
� Vom Bund Naturschutz<br />
� Aus Sorge und Angst vor illegaler<br />
Verbrennung von belasteten Hölzern<br />
� Aus Angst vor Salamitaktik der Betreiber
Altholzpreise erklären die Sorge<br />
Seit 1995 sind die Preise für Altholz in allen Belastungsklassen<br />
gestiegen. Die Differenzen zwischen Maximal- und Minimalpreisen<br />
in den beiden geringer belasteten Klassen verringerten sich seit<br />
1995. Es beginnt sich also langsam ein einheitlicherer Marktpreis<br />
zu bilden.<br />
Für die Klasse müssen folgende Beträge zugezahlt werden:<br />
• B I Holz 50,- bis 107,- DM/t?, für<br />
• B II-Holz 100,- bis 220,- DM/t? und für<br />
• B III-Holz 180,- bis 350,- DM/t?<br />
Es gibt noch keinen Nachfragemarkt, ab dieser Wende müssen auch<br />
die Kosten neu gerechnet werden
Bayern ist an der Spitze<br />
Die Energetische Nutzung der Biomasse hat in Bayern eine lange Tradition.<br />
Biomasse und Wasserkraft sind die beiden Hauptsäulen der<br />
Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien im Freistaat. Der Anteil der<br />
Biomasse am gesamten bayerischen Energieverbrauch beträgt 3,3 %.<br />
Es wird ein schrittweiser Ausbau dieses Anteils auf 5 % angestrebt.<br />
Im Jahr 1997 wurden in Bayern rund<br />
• 4 Millionen Tonnen feste Biomasse,<br />
• 42.000 Tonnen flüssige Biomasse (Pflanzenöl und Biodiesel) und<br />
• 108 Millionen Kubikmeter Klär-, Deponie- und Biogas<br />
energetisch verwertet.<br />
Wenn man bedenkt, dass es sich bei den meisten dieser Stoffe eigentlich<br />
um Reststoffe und Abfälle handelt, ist es um so erfreulicher, dass damit der<br />
Verbrauch fossiler Energierohstoffe vermindert und die Umwelt entlastet<br />
werden kann. Es gab in Bayern 1999 rund 1,8 Millionen<br />
Kleinfeuerungsanlagen für Holz, mehr als 250 Biomasseheizwerke und<br />
Heizkraftwerke, 250 Klärgas- und Deponiegasanlagen, 330<br />
landwirtschaftliche Biogasanlagen und 180 Tankstellen für biogene<br />
Treibstoffe.
Zukunftsaspekte<br />
� Nachhaltigkeit beachten ist für die<br />
Existenz der Menschheit das wichtigste<br />
Gebot<br />
� Fossile Energien werden knapp, es ist 5<br />
min nach 12 Uhr<br />
� Zukünftige Energien<br />
� Wasserstoff<br />
� Schnell nachwachsende Rohstoffe mit der<br />
entsprechenden Infrastruktur und Technologie<br />
(vermeiden obendrein den Treibhauseffekt)
Fazit<br />
� Fossile Brennstoffe schonen, � Kunststoff<br />
� Treibhauseffekt vermindern, CO 2<br />
� Elektrische Energie erzeugen<br />
� aus Radioaktivität<br />
� aus Wind und Sonne (wo sinnvoll möglich)<br />
� aus schnellnachwachsenden Rohstoffen<br />
� Holzvergasung weiterentwickeln auch wenn die<br />
Wirtschaftlichkeit nicht immer erreicht werden<br />
kann<br />
� Ganzjährige Abnehmer für Wärme aufbauen<br />
� Wärmeleitung verbessern<br />
� Brennstoffzellen weiterentwickeln
Brennstoffzellen-Stack<br />
Eine Brennstoffzelle enthält:<br />
eine Anode, an der der Brennstoff zuströmt (meist Wasserstoff oder<br />
wasserstoffreiche Gase), und<br />
eine Kathode, an der das Oxidationsmittel zuströmt, meist Luft oder<br />
Sauerstoff.
C.A.R.M.E.N.<br />
Dienstleistungsunternehmen für jedermann:<br />
• Beratung und Koordinierung in Sachen nachwachsender Rohstoffe<br />
• El Anlaufstelle für Projektförderung in Bayern (Landes-, Bundes- und EU-<br />
Mittel)<br />
• Informationsdienst zu nachwachsenden Rohstoffen<br />
nawaros (erscheint monatlich)<br />
aktuelle Publikationen zum Themenbereich „Nachwachsende Rohstoffe"<br />
• Veranstaltung von Symposien und Fachgesprächen<br />
Informationen erhalten Sie bei C.A.R.M.E.N.<br />
Centrales Agrar-Rohstoff-Marketing- und<br />
Entwicklungs-Netzwerk,<br />
Technologiepark l 3<br />
97222 Rimpar<br />
Telefon: 093 65/8069-0<br />
Telefax: 09365/8069-55<br />
C.A.R.M.E.N.
Literaturverzeichnis:<br />
� Broschüre des Bayerischen Staatsministerium für Wirtschaft,<br />
Verkehr und Technologie: Erneuerbare Energien in Bayern<br />
� Div. Broschüren von C.A.R.M.E.N., Rimpar<br />
� Blätter des Werkes „Praxis KWK“ div Ausgaben<br />
� Zeitschrift „Special Biomasse<br />
� Der Energieberater, Grundwerk<br />
� Energieforum<br />
� Internet
Holzpellets<br />
� Früher wurden Holzheizungen mit<br />
Holzscheiten bestückt. Heute werden<br />
im modernen, naturbewußten<br />
Haushalt Holzpellets verwendet.<br />
Sie sparen wesentlich mehr Platz und sind<br />
effizienter. Pellets sind zylindrische<br />
Preßlinge aus trockenem,<br />
naturbelassenem Restholz - Säge- und<br />
Hobelspänen - mit einem Durchmesser<br />
von 5 bis 6mm.
Holzpellets 4
Macht es Sinn mit <strong>Hackschnitzel</strong> zu<br />
heizen und Strom zu erzeugen ?<br />
� Bequemlichkeit<br />
� Betriebskosten<br />
� Nutzen<br />
� Sicherheit<br />
� Investment<br />
� Sauberkeit - Umwelt
Komfortaspekte<br />
� Öl, Gas<br />
� sind leicht fließende Produkte<br />
� Leicht zu handeln<br />
� Pellets sollen Öl gleich kommen<br />
� Atomstrom kommt aus der Steckdose
Unter welchen Voraussetzungen<br />
macht es Sinn ?<br />
� Kann man den überflüssigen Strom ins öffentliche<br />
Netz einspeisen ?<br />
� Was müsste geklärt werden ?<br />
� Was müsste geändert werden ?<br />
� Gibt es Finanzierungshilfen ?
Biomasse Heizkraftwerk in Dresden:<br />
� Durch die jährliche Nutzung von 47.000 t<br />
Altholz können 32.000 t CO 2 Emissionen<br />
pro Jahr vermieden werden<br />
� Bei 6,8 MW el
Für wen macht es Sinn ?<br />
� Wohnungsmieter<br />
� Hausbesitzer<br />
� Landwirt<br />
� Fabrikbesitzer<br />
� Kommunen<br />
� Siedlungen
Was ist bereits ?<br />
� Wer verwendet schon <strong>Hackschnitzel</strong> ?<br />
� Was ist der Stand der Technik?<br />
� Was bringt die Zukunft ?
Holzvergasungsverfahren<br />
� Juch Vergaser<br />
� Ferges Vergaser<br />
� Michel Kim Vergaser<br />
� Vergaser auf Basis einer zirhulierenden<br />
Wirbelschicht<br />
� Carbo-Vergaser<br />
� 2 sv Verfahren
Rauchgasreinigung für<br />
Biomassefeuerungen<br />
Harmon Rothemühle Cottrell, Reiner Romey und Manfred Schmoch
Eigenschaften<br />
<strong>Hackschnitzel</strong>heizung<br />
� Automatische Zündung durch Zündgebläse<br />
� Automatische Entaschung durch Kipprost<br />
� Optimale Verbrennung durch<br />
Hochtemperatur Schamottfeuerbox<br />
� Hoher Wirkungsgrad Regelung der<br />
Brennstoffzufuhr durch Feuerungsfühler<br />
� Stabile und robuste Bauweise<br />
� Manuelles Heizen ohne Umstellung
Wirtschaftliche Aspekte<br />
Energie<br />
bilanz<br />
Energie<br />
gehalt<br />
J/kg<br />
Ertrag<br />
kg/ha<br />
Energie<br />
Gehalt<br />
KJ/ ha<br />
Wert je ha<br />
T€<br />
Diesel<br />
43.100<br />
1) wird zu Ethanol<br />
Heizöl<br />
Raps<br />
öl<br />
36.550<br />
1400<br />
51.170<br />
Zucker<br />
rüben 1)<br />
26.960<br />
3950<br />
106.490<br />
Hack<br />
schnitzel<br />
Biomasse,<br />
Holz
Wärme Leitung<br />
bei ca 100 °C Wassertemperatur<br />
� Druckverlust<br />
� Bei einem Massendurchfluss von ca. 7000 kg/h<br />
beträgt der Druckverlust 90 Pa/ lfm.<br />
Bei 1000 lfm ist der Druckverlust 90.000 Pa =<br />
1 bar.<br />
� Wärmeverlust<br />
� Bei 10 °C Erdtemperatur und einer<br />
Innenrohrtemperatur von 110 °C beträgt der<br />
Wärmeverlust 40 W / lfm.<br />
Bei 1000 lfm also 40 kw
ENERGIE und ARBEITSEINHEITEN<br />
1 J = 1 Nm<br />
1 kJ =<br />
1 kWh =<br />
1 kcal =<br />
1 PSh =<br />
1 kpm<br />
J<br />
1000<br />
3,6<br />
*106 3600<br />
1<br />
860<br />
1,36<br />
367000<br />
4200<br />
2,65<br />
*106 2650<br />
0,736<br />
632<br />
1<br />
270000<br />
9,81<br />
kJ<br />
4,2<br />
1<br />
0,00981<br />
kWh<br />
2,78<br />
*10-7 *10-4 *10-7 = 1 WS= 1<br />
0,001<br />
0,102<br />
2,78<br />
*10-4 0,239<br />
102<br />
1,16<br />
*10-3 1<br />
0,00158<br />
427<br />
2,72<br />
kcal<br />
2,39<br />
PSh<br />
3,77<br />
3,77<br />
*10 -4<br />
3,7<br />
kp m<br />
*10-6 *10-6 0,00234<br />
1
MHB Umwelttechnik<br />
� Eine zukünftig verstärkte Nutzung von<br />
regenerativen Energien ist von weltweiter<br />
Bedeutung. Hierbei wird der Energieträger<br />
Biomasse höhere Wertigkeit erlangen und ist<br />
somit in seiner Effizienz auszubauen.<br />
Insbesondere Rest- und Schwachhölzer stellen<br />
für diesen Prozess einen bisher vernachlässigten<br />
Wertstoff dar.
Verfeuerung von Biomasse, Brennstoffzuführungs-<br />
Systeme Quelle: Dr. A. Strehler)<br />
Brennstoff<br />
Ballen ohne Auflöser<br />
Grobes Hackgut, Briketts, 5 cm 0<br />
Feines Hackgut, Pellets 2 cm 0<br />
Staub, Mehl < 1 mm<br />
Zuführungssystem<br />
Großballen u. HD-Ballen:<br />
Schacht, Kettenförderer<br />
Schubrost, Schacht<br />
Unterschuss Quereinschub,<br />
Fließbett,<br />
Trommelfeuerung<br />
Einblasefeuerung
Grenzwerte für die Verfeuerung von<br />
Holzbrennstoffen (naturbelassen)<br />
Anlagengröße<br />
kW / MW<br />
15-50<br />
50-150<br />
150-500<br />
500 - 1 MW<br />
1 -5 MW<br />
5 - 50 MW<br />
relevante<br />
Vorschrift<br />
LBImSchV<br />
LBImSchV<br />
LBImSchV<br />
LBImSchV<br />
TA Luft<br />
TA Luft<br />
Bezugs-<br />
Sauerstoff<br />
Vol.%<br />
13<br />
13<br />
13<br />
13<br />
11<br />
11<br />
CO<br />
4<br />
2<br />
1<br />
0,5<br />
0,25*<br />
0,25<br />
g/m 3<br />
Emissionsgrenzwerte<br />
50<br />
Staub<br />
mg/m 3<br />
150<br />
150<br />
150<br />
150<br />
150<br />
Ges.C<br />
mg/m 3<br />
—<br />
—<br />
—<br />
—<br />
50<br />
50<br />
NO X<br />
mg/m 3<br />
In Anlagen unter 15 kW dürfen nur Steinkohle, Braunkohle, Torfbrikett und naturbelassenes,<br />
stückiges Holz verwendet werden (1. BlmSchV).<br />
—<br />
—<br />
—<br />
—<br />
500<br />
500
Feste und flüssige Brennstoffe<br />
Brennstoff<br />
Holz (lufttrocken)<br />
Torf (lufttrocken)<br />
Weichbraunkohle<br />
Hartbraunkohle<br />
Steinkohle<br />
Braunkohlen-<br />
Schwelkoks<br />
Zechenkoks<br />
Erdöl<br />
Dieselöl<br />
Benzin<br />
Gasöl<br />
Heizöl<br />
C(%)<br />
50<br />
59<br />
67,5<br />
74<br />
88,5<br />
88,4<br />
97<br />
84<br />
87<br />
85<br />
86<br />
86<br />
H(%)<br />
6<br />
6<br />
5,5<br />
5,5<br />
4,2<br />
2,9<br />
0,5<br />
13<br />
13<br />
15<br />
14<br />
14<br />
O(%)<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
44,4<br />
33<br />
25<br />
18,5<br />
5,1<br />
5,9<br />
0,5<br />
3<br />
N+S(%)<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
–<br />
2<br />
2<br />
2<br />
2,2<br />
2,8<br />
2<br />
Heizwert<br />
kJ/kg<br />
15 100<br />
14 700<br />
8 400<br />
16 800<br />
30 400<br />
23 900<br />
29 400<br />
42 000<br />
41 800<br />
42 600<br />
43 000<br />
43 000
Energieumwandlung in Wärme<br />
� In Strom<br />
� Fossile Brennstoffe<br />
� Schnell nachwachsende Rohstoffe<br />
� Biogas<br />
� Radioaktivität<br />
� In Wärme<br />
� Fossile Brennstoffe<br />
� Schnell nachwachsende Rohstoffe<br />
� Sonne
Direkte Energieumwandlung<br />
� In Strom<br />
� Wasserturbine<br />
� Windrad<br />
� Photovoltaik<br />
� Holzvergasung<br />
� In Kraft<br />
� Motor<br />
� Raketenantrieb
Energieformen Zweck<br />
� Wärmeenergie<br />
� Mechanische<br />
Energien<br />
� Elektroenergie<br />
� Heizen<br />
� etwas antreiben,<br />
Strom erzeugen<br />
� Energie bereitstellen,<br />
übertragen
Carbo-V-Verfahren zur Holzvergasung<br />
Neben den bisher bekannten Verfahren der Holzvergasung hat in diesem Jahr auch<br />
das neue Carbo-V-Verfahren die Marktreife erlangt.<br />
Bild: Choren Industries
Energiewandler<br />
� Ofen<br />
� Windrad<br />
� Dampfmaschine, Dampfmotor<br />
� Turbine (Wasser, Dampf, Gas)<br />
� Dynamo, Generator<br />
� Motor ( Benzin, Diesel, Gas,<br />
Methanol)<br />
� Batterie,<br />
� Brennstoffzelle E