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Kapitel 10
Energetisch und ökonomisch optimierte
Biomasse-Vergasungsheizkraftwerke
Bei den vier Biomasse-VHKW, an denen Messungen durchgeführt worden sind, handelt es sich
um Versuchs-, Pilot- und Demonstrationsanlagen. Folglich ist, wie in Kapitel 9.2.6 erläutert,
ein Vergleich der in den Anlagen erreichten Wirkungsgrade nicht sinnvoll. Um dennoch die
unterschiedlichen Anlagentechnologien energetisch, exergetisch und ökonomisch vergleichen
zu können, werden aufbauend auf den existierenden Anlagen Konzepte optimierter VHKW
entwickelt. Die optimierten Schaltungen werden jeweils in einem Simulationsmodell abgebildet.
Damit werden aufbauend auf den Messergebnissen die Massen- und Energiebilanzen geschlossen.
Des Weiteren werden in Absprache mit den jeweiligen Anlagenentwicklern der Investitionsaufwand
und die fixen und weiteren variablen Betriebskosten abgeschätzt. Abschließend wird die
Bewertung der Anlagen aufbauend auf den in diesem Kapitel aufgeführten Ergebnissen und den
in Kapitel 6 und 7 vorgestellten Kennzahlen vorgenommen (Kapitel 11).
10.1 Randbedingungen für die energetische Vergleichbarkeit
Für eine Vergleichbarkeit der mit den Simulationsmodellen der unterschiedlichen Vergasungsheizkraftwerke
berechneten Kennzahlen (Leistungen, Wirkungsgrade etc.) werden folgende einheitliche
Randbedingungen festgelegt:
• Es werden Holzhackschnitzel mit einem Wassergehalt von 40 %, einem Aschegehalt von
1 % und einem Heizwert von 9,5 MJ/kg vergast. Die trockenen, aschefreien Hackschnitzel setzen
sich zu 49,0 % aus Kohlenstoffatomen, zu 6,2 % aus Wasserstoffatomen und zu 44,8 %
aus Sauerstoffatomen zusammen.
• Beim Carbo-V-, beim Viking und beim FICFB-VHKW wird die Biomasse vor Eintritt in
den Vergasungsreaktor auf einen Wassergehalt von 17,5 % getrocknet. Beim Gegenstrom-
VHKW wird auf eine Vortrocknung der Biomasse verzichtet, da dies die Gaszusammensetzung
aufgrund steigender Rohgasaustrittstemperatur verändern und den Wirkungsgrad der
Vergasung negativ beeinflussen würde.
• Die Oberflächenverluste der Vergasungsreaktoren betragen 2 % der dem jeweiligen Vergasungsreaktor
zugeführten Energieströme. Diese Annahme wird anhand von Recherche- und
Messergebnissen getroffen und wurde von den Herstellern der Vergasungsreaktoren bestätigt.
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