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Nutzung regional anfallender Biomasse zur Wärme- und Stromversorgung im innerstädtischen Bereich

 
: Keichel, Carsten

Österreichischer Biomasse-Verband, Wien:
4. Mitteleuropäische Biomassekonferenz 2014. Tagungsband : 4. Central European Biomass Conference 2014. Proceedings; 15. bis 18. Jänner 2014, Graz, Österreich
Heidenreichstein: Druckerei Janetschek, 2014
S.148
Mitteleuropäische Biomassekonferenz <4, 2014, Graz>
Central European Biomass Conference <4, 2014, Graz>
Deutsch
Abstract
Fraunhofer IFF ()

Abstract
Motivation
Zur Deckung des steigenden Energiebedarfs bei gleichzeitiger Reduzierung der CO2-Emissionen aus fossilen Energieträgern ist zukünftig die Nutzung regenerativer Ressourcen für die Energiebereitstellung unumgänglich. Ein nicht unerheblicher Teil der benötigten Primärenergie kann durch die Nutzung von Biomasse nachhaltig substituiert werden. Da die Potentiale für holzartige Biomassen durch die stoffliche als auch die energetische Nutzung nahezu erschöpft sind, wird in diesem Projekt die Nutzung neuer Energiepfade sowie der die Schaffung regionaler Wertschöpfungsketten in effizienten Energiewandlungsanlagen unter Verwendung von KWKKonzepten untersucht. Obwohl große Mengen an Grünabfällen als Brennstoff nutzbar wären, kommt die Verwertung technisch nur zögerlich voran. Grund dafür sind die Inhomogenität des Brennstoffs hinsichtlich Stückigkeit und Wassergehalt. Derzeit sind in Deutschland keine mit Grünabfällen betriebenen KWK-Anlagen im mittleren Leistungsbereich (1 bis 10 MW) bekannt. Die dezentrale Nutzung von Grünabfällen zur gekoppelten Wärme- und Stromerzeugung durch die hier betrachtete Technologie stellt nicht nur in mittleren Anlagenleistungsbereichen eine Neuigkeit dar.
Inhalt
Im Rahmen des Projektes wird exemplarisch für die Stadt Magdeburg das Potential der regional zu Verfügung stehenden und nicht stofflich nutzbaren Biomasse (Grünschnitt, Frisch- & Wurzelholz, Laub, Astholz, etc.) erhoben, der Bedarf für die Wärmeversorgung eines Magdeburger Stadtteils ermittelt sowie die Möglichkeit der energetischen Nutzung des vorhandenen Brennstoffes zur Energieversorgung dieses Stadtteils untersucht. Ziel dieses Projektes ist die Vorplanung eines Biomasse-Heizkraftwerkes mit gekoppeltem Organic Rankine Cycle -Prozess (ORC-Prozess) zur Strom- und Wärmeversorgung mit einer Feuerungswärmeleistung (FWL) von ca. 4 MW. Die geplante Feuerungsanlage soll ein innovatives Verbrennungskonzept, basierend auf der Wirbelschichttechnologie, nutzen. Im Gegensatz zur konventionellen Rostfeuerung können in einer Wirbelschicht auch Brennstoffe unterhalb der Stückigkeitsgrenze von Rostfeuerungen, wie z. B. Holzspäne und Grünschnitt, energetisch genutzt werden. Durch den Einsatz eines gestuften Feuerungskonzeptes mit Sekundär- und Tertiärluft wird ein hoher Ausbrand bei gleichzeitiger Minderung von NOx-Emissionen erreicht. Der innovative Kern des Projektes besteht in der Entwicklung und dem Test einer kompakten Wirbelschichtfeuerungsanlage für die thermische Nutzung von biogenen Reststoffen zur Realisierung eines quasi geschlossenen CO2-Kreislaufs.
Ergebnisse
Die in Magdeburg regional zur Verfügung stehende und bisher energetisch ungenutzte naturbelassene Biomassebildet ein Potential von jährlich ca. 88 EJ. Darüber hinaus fallen in der Region jährlich ca. 265 EJ biogene Reststoffe an, welche bereits einer energetischen oder stofflichen Weiterverarbeitung zugeführt werden.
Anhand der durchgeführten Verbrennungsuntersuchungen an einer Wirbelschichtfeuerungsanlage im technischen Maßstab konnten das sehr gute Ausbrandverhalten sowie der Einfluss der Luftstufung auf die erzeugten Emissionen, zur Einhaltung der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte, nachgewiesen werden.
Weiteres Vorgehen
Im weiteren Verlauf des Projektes wird sowohl ein Anlagenkonzept für ein Biomasseheizkraftwerk im urbanen Raum entwickelt sowie die für die Realisierung notwendige Projektierung erarbeitet. Anhand der des verfahrenstechnischen Anlagenschemas wird ein Mess-Steuerungs- und regelungstechnisches Konzept ausgearbeitet. Darüber hinaus werden auf Basis der spezifischen bau- und umweltrechtlichen Anforderungen sowie der Nachweis zur Einhaltung der Emissionskriterien aus der Versuchsdurchführung Vorarbeiten zur Erarbeitung der Genehmigungsunterlagen ausgearbeitet.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-332966.html