REFERENZKONZEPTE Elektrizität 12 747 kWel Abb. 4-6: Langfristiges FT-Konzept – vereinfachtes Verfahrensschema Bilanzraum B 4.4 Bio-SNG Die nachfolgend vorgestellten Referenzkonzepte orientieren sich an den gegenwärtig absehbaren technischen Entwicklungsperspektiven für Bio-SNG (Kapitel 2.3.3.2) <strong>und</strong> variieren in der Art der Biomassevergasung, der Gasreinigung <strong>und</strong> -konditionierung sowie der Methanisierung. Dabei wird berücksichtigt, welche der aktuell unterschiedlichen Entwicklungsausrichtungen zu den einzelnen Zeithorizonten zur Umsetzung kommen kann. Die jeweils unterstellten Technologien <strong>und</strong> Randannahmen sind in Tabelle 4-4 aufgeschlüsselt. 72 RRS 29,5 t/h Slurry 214 t/h Luft Vergasung Brennstoffaufbereitung (20 dezentrale Anlagen) Nebenaggregate O2 Asche Vorwärmung (125 °C) Filter (80 bar) FS-Ver- Gasung (1 200 °C) Trommeltrockner Siebung DS- Schnellpyrolyse (500 °C) Thermoölkreislauf Gasreinigung <strong>und</strong> -konditionierung Pyrolyseprodukte (500 °C, 1 bar) Zyklon Kondensator (100/20°C) Öl / H2O Mischer Rohgas (1 200 °C, 80 bar) Kühlung / Wasserquench (500 °C) Druckwasser NH3, wäscher HCl Rectisol- H2S, wäscher COS, (Stufe 1) CO2 Vorwärmung (300 °C) Koks Gas BST Dampf / Wärme � C5 HKW mit Dampferzeuger WGS (300 °C) Rectisolwäscher (Stufe 2) CO2 Vorwärmung (200 °C) AutothermerReformer Elektrizität 2 600 kWel H2 DWA Hauptstoffstrom Nebenstoffstrom Elektrizität Wärme O2 Restgas Luft O2 LZA Synthesegas (200 °C, 25 bar) FT-Synthese Slurry 10,7 t/h (Transport zu FT-Anlage) FT-Suspensions reaktor (Co) Wachse Hydro- H2 Kraftstoffaufbereitung Kühlsystem FT-Produkte (200 °C, 25 bar) Stripper > C5 (30 bar) cracker / Isomerisierung (350 °C) Rektifikation KWK (GuD) H2, Restgas Restgas DWA Elektrizität 230 330 kWel Prozesswärme Naphtha 19,6 t/h FT-Diesel 54,8 t/h
Tabelle 4-4: Charakteristika der Referenzkonzepte für Bio-SNG Kurzfristig: SNG-I Mittelfristig: SNG-II Langfristig: SNG-III Bilanzraum A Logistikkonzept a Lkw (A1) Lkw-Bahn (A1-B4-C2) Lkw-Bahn (A1-B4-C2) Bilanzraum B Leistung 30 MWBWL (ca. 66 ktfA/a) 100 MWBWL (ca. 236 ktfA/a) 500 MWBWL (ca. 1 180 ktfA/a) Anlagenkapazität 22 MWKS (ca. 12 kt/a) 77 MWKS (ca. 44 kt/a) 371 MWKS (ca. 214 kt/a) Jahresvolllastst<strong>und</strong>en 7 500 h/a 8 000 h/a 8 000 h/a Koppelprodukte Fernwärme, Elektrizität Fernwärme Fernwärme, Elektrizität Rohstoffaufbereitung Bandtrockner, 85 %TS Bandtrockner, 85 %TS Bandtrockner, 85 %TS Vergasungsreaktor, Wärmezufuhr, Bettmaterial Zirkulierende Zweitbettwirbelschicht, allotherm, Olivin ((Mg,Fe)2SiO4) Zirkulierende Zweitbettwirbelschicht, allotherm, Calcit (CaO) REFERENZKONZEPTE Zirkulierende Zweitbettwirbelschicht, allotherm, Sand (SiO2) Vergasungsmittel, -druck H2OD, 1 bar H2OD, 1 bar H2OD, 7 bar Gasreinigung-/konditionierung b Precoatfilter, RME-Wäscher, Aktivkohle, ZnO Precoatfilter, RME-Wäscher, Aktivkohle, ZnO Methanisierung (Art, Katalysator) Wirbelschicht, Ni Festbett, Ni Festbett, Ni Gasaufbereitung c Saurer Wäscher, MEA-Wäscher, TEG- Trocknung, H2-Membran, Propanzugabe Nebenanlagen d Thermoölkreislauf, ORC-Prozess, Kühlsystem, Dampferzeuger Saurer Wäscher, TEG-Trocknung, H2- Membran, Propanzugabe Thermoölkreislauf, Kühlsystem, Dampferzeuger Zyklon, Ölgaswäscher, Saurer Wäscher, MEA-Wäscher, Aktivkohle, ZnO TEG-Trocknung, H2-Membran, Propanzugabe Thermoölkreislauf, ORC-Prozess, Kühlsystem, Dampferzeuger Prozessenergiebereitstellung e Pth intern, Pel intern <strong>und</strong> extern Pth intern, Pel extern Pth intern, Pel intern <strong>und</strong> extern Bilanzraum C Distributionsmedium f (Einspeisedruck) Erdgaspipeline, 16 bar Erdgaspipeline, 70 bar Erdgaspipeline, 70 bar Tankstelle (Ausspeise-, Abgabedruck) 16 bar, 250 bar 16 bar, 250 bar 16 bar, 250 bar Tankstelle, Energieverbrauch Bilanzraum D 0,0936 kWhel/m³N 0,0936 kWhel/m³N 0,0936 kWhel/m³N Antrieb Gasottomotor Gasottomotor Gasottomotor Streckenspezifischer KS-Verbrauch g 2,74 MJ/kmFZ 2,10 MJ/kmFZ 2,00 MJ/kmPkw a Ableitung erfolgt nach Abb. 2-2; b RME-Rapsmethylester, MEA- Monoethanolamin; c TEG- Triethylenglykol; d ORC-Organic Rankine Cycle; f Bereitstellung der thermischen bzw. elektrischen Prozessenergie anlagenintern (z. B. über Prozessintegration) oder erforderliche externe Zufuhr (z. B. über das Stromnetz); f Energieverbrauch für Distribution siehe auch [66]; g Kraftstoffverbrauch bezogen auf durchschnittliche Pkw-Flotte, Ermittlung nach KS-Effizienzverbesserungen ausgehend von 2,74 MJ/kmFZ nach [66], [102], [207], für Langfrist Annahme Verbrauchsreduktion von weiteren 5 % 73
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Verbrauch fossiler Energieträger i
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Abb. 5-34: Treibhausgasminderungsko
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6 SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK S
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SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK sto
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LITERATUR- UND REFERENZVERZEICHNIS
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ANHANG A.1 Datengrundlage Charakter
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Parameter Einheit Schmierstoffe (an
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Einheit EtOH-I EtOH-II EtOH-III Amm
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ANHANG Tabelle A-6: Bilanzraum B, S
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Tabelle A-9: Bilanzraum D Fahrzeugk
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Kriterium Einheit Definition und Ku
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ZK125 mit � mit � mit ZK131 ZK1
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ANHANG anschließende ideale Synthe
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Tabelle A-13: Zielgrößenmatrix Zi
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Tabelle A-15: Zielwertmatrix Ziele
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Bio-SNG (η_max,B: 90%) FT-Diesel (
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Referenzkonzept Komponente Investit
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Referenzkonzept Komponente Investit
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Referenzkonzept Komponente Investit
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Tabelle A-21: Ergebnisaufschlüssel
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Tabelle A-23: Ergebnisaufschlüssel
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A.4 Ökologische Kenngrößen der R
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Produktion RRS Bereitstellung RRS K
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SNG-II 0,041 0,016 0,129 0,030 0,21
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ANHANG Abb. A-3: Gegenüberstellung
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Anfahrt 181 87 A 9 GOHLIS 6 GRüNAu
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