Holzvergaser-Technik

Bioenergie aus moderner Holzvergasung

Skizze zur Umnutzung eines Bunkers mit Heatpipe-Reformer (Quelle: KEBAP)

Ein Holzvergaser-System als ernstzunehmende KWK-Anlage im Energiesektor ist noch relativ neu, auch wenn bereits mehrere hundert Anlagen in Deutschland und Europa im Einsatz sind. Meistens sind dies jedoch kleinere Anlagen. Es gibt jedoch auch erste Anlagen in Deutschland im Bereich bis 1 MW Feuerungsleistung, die im Alltagsbetrieb laufen, bisher jedoch ausschließlich in Süddeutschland. KEBAP wird dies ändern.

KEBAP Mitglieder haben in den letzten Jahren auf verschiedenen Kongressen und Veranstaltugen im In- und Ausland teilgenommen, um sich einen Überblick über den Stand der Technik und den Markt zu verschaffen. 

Das Prinzip des Holzvergasers entspricht dem eines Biomasse-Gegenstromvergasers. Dabei wird der Brennstoff von oben nach unten entgegen der Luft geführt. Holzvergasung und Holzverbrennung erfolgen zeitlich und räumlich voneinander getrennt.
Zunächst erfolgt dort die Aufheizung und Trocknung der Biomasse. Ab ca. 150° wird der feste Brennstoff zersetzt (Pyrolyse), bis neben einem Gasgemisch nur noch Holzkohle verbleibt. Bei dieser unvollständigen Verbrennung werden ca. 2/3 des Heizwertes freigesetzt und es entstehen Schadgase aus CO, Teer, Ruß und unverbrannten Partikeln, die jedoch (im Gegensatz zu der klassischen Verbrennung) nicht freigesetzt werden.

Im zweiten Verbrennungsschritt werden sowohl Gase als auch Kohle bei ca. 1100°C voll-ständig verbrannt, so dass Partikel- und Aerosolemissionen vermieden werden können. Für die vollständige Umsetzung des Brennstoffes werden Regelungssysteme zur genauen Steu-erung der Primär- (bei Vergasung) und Sekundärluft (bei Ausbrand der Gase) eingesetzt.
Durch die Trennung von kontrollierter Vergasung und anschließender vollständiger Ver-brennung werden Feinstaub- und Schadstoffemissionen gegenüber konventionellen Holz-verbrennungsanlagen erheblich verringert.

Das Pyrolysegas wird im Falle von KEBAP in ein speziell ausgelegtes BHKW weitergeleitet, und durch einen Verbrennungsprozess in Strom und Wärme umgewandelt. 
Im Rahmen der Machbarkeitstudie in 2015 wurden Angebote und Funktionsbeschreibungen verschiedener Hersteller betrachtet. Die einbezogenen Anlagen liegen im Bereich zwischen 45 und 450 kW elektrischer Leistung.
Neben ihren Leistungen unterscheiden sich die Anlagen hinsichtlich Investitionskosten, Bauweise, Platzbedarf, ihren Anforderungen an Menge und Qualität des Brennstoffes und bezüglich der verfügbaren Angaben zu Luftemissionen.

Unter Einbeziehung dieser Parameter wurde eine Anlage von Regawatt als Planungsmodell zur Beurteilung von Genehmigungsfähigkeit und Platzbedarf ausgewählt. Die Anlage kann die gegebenen Forderungen an das Temperaturniveau, mit einem nutzbaren Vorlauf von 110°C, weitgehend erfüllen und hält gemäß Herstellerangaben die Anforderung der TA Luft ein. Darüber hinaus wird sie in Modulbauweise errichtet und kann so individuell gestaltet und an das Platzangebot angepasst werden. Die Anlage arbeitet mit einem Wassergehalt des Brennstoffs von 30-45 % und verträgt einen Rindenanteil von bis zu 30%. Es ist bezüglich der Anforderungen an den Brennstoff das mit Abstand flexibelste Modell unter den untersuchten Holzvergasern. Dies kommt dem Ziel entgegen, luftgetrockneten Baumschnitt und andere Produkte aus der Grünpflege sowie regionales Restholz als Brennstoff zu verwenden.

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