Vortrag Dr. Karsten Block
Vortrag Dr. Karsten Block
Vortrag Dr. Karsten Block
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Zentrum für f r nachwachsende Rohstoffe NRW<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Eine Einrichtung der<br />
Landwirtschaftskammer Nordrhein-Westfalen<br />
im Landwirtschaftszentrum Haus Düsse<br />
1
KWB, Brennstoffe der Zukunft<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Heizen mit<br />
halmgutartiger Biomasse<br />
und 1. BImSchV<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Zentrum für nachwachsende Rohstoffe NRW<br />
Im Landwirtschaftszentrum Haus Düsse<br />
3
CO2-Emissionen<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Hannes Grobe, Nov. 2006<br />
5
Energieverbrauch eines Einzelbürgers<br />
in Deutschland<br />
Heizung<br />
53%<br />
Strom<br />
8%<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Auto<br />
31%<br />
Warmw asser<br />
8%<br />
8
Gasreserven und -ressourcen<br />
2000<br />
Großbritannien<br />
Algerien<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Norwegen<br />
Frankreich<br />
Libyen<br />
2000<br />
Niederlande<br />
1,000 km<br />
Deutschland<br />
Ukraine<br />
Rumänien<br />
Ägypten<br />
2,000 km<br />
Russland<br />
3,000 km<br />
Kasachstan<br />
Aserbaidschan<br />
Vahrenholt 2006<br />
Uzbekistan<br />
Turkmenistan<br />
10
Gasreserven und -ressourcen<br />
2015<br />
Großbritannein<br />
Algerien<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Norwegen<br />
Libyen<br />
Niederlande<br />
1,000 km<br />
Ukraine<br />
Ägypten<br />
2,000 km<br />
Russland<br />
3,000 km<br />
Kasachstan<br />
Aserbaidschan<br />
Vahrenholt 2006<br />
Uzbekistan<br />
Turkmenistan<br />
11
Gasreserven und -ressourcen<br />
2030<br />
Algerien<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Norwegen<br />
1,000 km<br />
2,000 km<br />
Russland<br />
3,000 km<br />
Kasachstan<br />
Vahrenholt 2006<br />
Uzbekistan<br />
Turkmenistan<br />
12
Erneuerbare Energien in Deutschland<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
14
Holz als Brennstoff<br />
Hackschnitzel Landschaftspflege<br />
Holzpellet schnellwachsende Hölzer<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
15
Rolle der Bioenergie in NRW 2005<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
2005:<br />
Endenergieverbrauch NRW<br />
Rd. 600 Mrd. kWh<br />
Davon Bioenergie:<br />
12,8 TWh (2,1%)<br />
Davon 8,6 TWh<br />
Strom und Wärme<br />
Joosten, MUNLV 2009<br />
16
Anteile regenerative Energie 2007<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Joosten, MUNLV 2009<br />
17
Verteilung des Bioenergieverbrauchs 2007<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Joosten, MUNLV 2009<br />
18
Brennstoffe aus der Landwirtschaft<br />
Hackschnitzel Landschaftspflege Holzpellet schnellwachsende Hölzer<br />
Stroh Strohpellet<br />
Miscanthus<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Getreide und Ausputz<br />
21
Systematik der biogenen Brennstoffe<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Korn<br />
23
Mobilisierungspotenziale und Akquirierungschancen<br />
von Bioenergie in NRW<br />
Primärenergiepotenzial<br />
Hoch<br />
(> 1000 GWh/a)<br />
Mittel<br />
(100-1000 GWh/a)<br />
Niedrig<br />
(
Biomasse Mobilisierungspotentiale<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Joosten, MUNLV 2009<br />
27
180.000 t atro<br />
30.000 t atro<br />
10.000 ha<br />
Zusätzliche mobilisierbare Biomasseressourcen<br />
350.000 t atro<br />
Sägerestholz<br />
10%<br />
Landschaftspflegeholz<br />
2%<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Effizienzgewinne<br />
13%<br />
Bioabfall<br />
2%<br />
Holz<br />
19%<br />
KUP<br />
5%<br />
(8.900 GWh Primärenergie)<br />
Gülle<br />
5%<br />
Energiepflanzen<br />
27%<br />
Stroh<br />
13%<br />
Zwischenfrüchte<br />
4%<br />
41.000 ha<br />
300.000 t<br />
55.000 ha<br />
28<br />
3,5 Mio m³
Kosten ausgewählter Brennstoffe<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
29
Brennstoffe aus der Landwirtschaft<br />
Hackschnitzel Landschaftspflege Holzpellet schnellwachsende Hölzer<br />
Stroh Strohpellets<br />
Miscanthus<br />
Sonnenblumenschalenpellets<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Seperation aus NR Biogas<br />
Rapsschrot<br />
Getreide und Ausputz<br />
Biomassemischpellets<br />
mit definierten<br />
Eigenschaften<br />
30
Merkmale von Getreide und Stroh<br />
im Vergleich zu Holz<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
31
Probleme der Getreideverbrennung<br />
�Hohe Staubgehalte:<br />
15 - 100 kW < 100 mg/m 3 Staub (1. BImSchV ?)<br />
> 100 kW: < 50 mg/m 3 Staub (4. BImSchV + TA-Luft)<br />
�Lösung: Ofentechnik optimieren (Beispiel Agroflamm, Guntamatic)<br />
Filter oder Reinigung nachschalten (Beisp. Schräder HydroCube, Elektrofilter)<br />
�Verschlackung bei Temperaturen > 750 °C<br />
Lösung: Ofentechnik: Brennmulde/-rost kühlen, Asche bewegen, Abgasrückführung,<br />
Verbrennungsluftführung, Zuschlagstoffe (Kalk)<br />
�Gräser, Stroh: Cl-Gehalte = starke Korrosion<br />
Lösung: im Sommer Holz/Pellets brennen, Pufferspeicher, „graues“ Stroh verwenden,<br />
�Getreide: NO x -Gehalt<br />
Lösung: Forschungsbedarf (FLOX-Brenner, gestufte Verbrennung),<br />
Anbautechnik (keine Spätdüngung)<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
34
Korrosion nach 3 Wochen Stillstand<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Mockenhaupt, FH Köln 2005<br />
35
Rahmenbedingungen<br />
� In Anlagen < 100 kW th kann Getreide nur mit Sondergenehmigung<br />
genutzt werden, da Getreide kein Regelbrennstoff laut §3 der 1. BImSchV ist.<br />
� Für Anlagen > 100 kW FWL ist gemäß der 4. BImSchV ein aufwendiges<br />
Genehmigungsverfahren mit Einhaltung der TA-Luft erforderlich<br />
(bei Holz erst – ab 1 MW FWL).<br />
4<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
1. BImSchV<br />
* Nennwärmeleistung<br />
36
Beispiele für Stroh & Getreide-Heizkessel<br />
Baxi<br />
Ökotherm<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Menke-Energietechnik<br />
Baxi Biokompakt<br />
Heizomat<br />
und andere …..<br />
53
400 kW Strohheizung mit Filter (Linka)<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
54
400 kW Strohheizung mit Filter (Linka)<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
55
Miscanthus<br />
� Jährlich hohe Erträge (6.000 – 8.000 Heizöläquivalent)<br />
� Auflösung Großballen nicht gelöst<br />
� geringe Schüttdichte bei Häckselgut (150 – 200 kg/m 3 )<br />
� Verbrennung nur in geeigneten Heizkesseln<br />
� nicht geignet für Schwachlastzeiten (Sommer: Chlor!)<br />
� Nachreinigung da mehr Staub als Holz<br />
� derzeit eher für Anlagen bis 100 kW geeignet<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Foto: Buschmaas 2009<br />
56
Hydrothermale Carbonisierung ???<br />
� Herstellung eines Koks aus verschiedenen<br />
Inputmaterialien<br />
� Entfrachtung von K, Na, Cl, N, P, …<br />
� Standardisierung der Brennstroffe<br />
� Koks hat andere Brenneigenschaften als Holz<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Halmgut, Grüngut,<br />
Bioabfälle<br />
Biokohle<br />
+ Nährstoffhaltige<br />
Flüssigkeit<br />
58
WWW.DUESSE.DE<br />
Zentrum für f r nachwachsende Rohstoffe NRW<br />
im Landwirtschaftszentrum Haus Düsse D sse<br />
Zukunftsf ukunftsfähig hig<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
Nachhaltig achhaltig<br />
Regional egional<br />
<strong>Dr</strong>. <strong>Karsten</strong> <strong>Block</strong><br />
ZNR Haus Düsse<br />
Ostinghausen<br />
59505 Bad Sassendorf<br />
<strong>Karsten</strong>.<strong>Block</strong>@LWK.NRW.DE<br />
121
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