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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

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