biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

10.1. RANDBEDINGUNGEN FÜR DIE ENERGETISCHE VERGLEICHBARKEIT
• In dieser Arbeit wird mit den Gasmotoren der optimierten Vergasungsheizkraftwerke eine
elektrische Leistung von Pel = 2000 kW bis 7700 kW erzeugt. Da die maximale Leistung der
zurzeit verfügbaren Gasmotoren auf 3000 kW limitiert ist, werden ggf. mehrere Aggregate
parallel betrieben. Im Leistungsbereich von Pel = 2000 kW bis 3000 kW besteht dabei keine
Abhängigkeit zwischen der Leistung der Gasmotoren und dem erreichten Wirkungsgrad.
Daher wird bei den vier optimierten VHKW ein einheitlicher elektrischer Wirkungsgrad
von Pel/( ˙mReingas · Hu Reingas) = 37,0 % für die Gasmotoren angesetzt.
• Der elektrische Eigenbedarf beträgt beim Carbo-V-, beim Viking- und beim Gegenstrom-
VHKW 5 % und beim FICFB-VHKW 8 % der erzeugten Bruttostromleistung. Aufgrund des
Wirbelschichtvergasers des FICFB-VHKW wird ein etwas höherer elektrischer Eigenbedarf
erwartet. Diese Annahmen wurden unter Absprache mit den Anlagenbetreibern getroffen.
Da im EEG hohe Vergütungen garantiert werden, wird die gesamte erzeugte elektrische
Bruttoarbeit ins Netz eingespeist. Der elektrische Eigenbedarf wird wiederum aus dem Netz
bezogen. Daher beeinflusst der elektrische Eigenbedarf nur die Höhe der weiteren variablen
Betriebskosten.
• Die Fernwärme wird mit einer Vorlauftemperatur von 363 K ausgekoppelt. Die Rücklauftemperatur
beträgt 333 K.
• Die Rauchgastemperatur im Schornstein beträgt mindestens 393 K.
• Die in einem Wärmetauscher mindestmögliche Temperaturdifferenz zwischen einem wärmeabgebenden
und einem wärmeaufnehmenden Fluid beträgt 20 K. Nur in den Kondensatoren
der Dampfturbinenanlage des optimierten Carbo-V-VHKW und der ORC-Anlage des
FICFB-VHKW wird eine niedrigere Grädigkeit von 5 K bzw. 10 K angenommen.
• Bei der berechneten Stromausbeute der Heizkraftwerke wird angenommen, dass beim Betrieb
eines Heizwerkes 90 % der zugeführten Biomasseleistung als Nutzwärmeleistung aus
der Anlage ausgekoppelt werden können.
Die optimierten VHKW sollen zur gekoppelten Erzeugung von Strom und Wärme betrieben
werden. In Abbildung 10.1 ist die auf den maximalen Nutzwärmebedarf bezogene geordnete
Jahresdauerlinie des Wärmenetzes der Stadt Hamburg und eines lokalen Gewerbegebietes
dargestellt [46] [58]. Zusätzlich ist der nach Gleichung 6.9 berechnete Verlauf einer geordneten
Jahresdauerlinie aufgetragen (Annahme b = 0,4).
Da der Wärmebedarf eines Wärmenetzes stark von den lokalen Gegebenheiten (Kunden- und
Wärmenutzungsstruktur) beeinflusst wird, kann keine exakte Vorhersage über den Verlauf
der geordneten Jahresdauerlinie getroffen werden. Um bei der Bewertung der optimierten
Vergasungsheizkraftwerke einheitliche Randbedingungen zu gewährleisten, wird in dieser Arbeit
der in Abbildung 10.1 dargestellte, berechnete Verlauf der geordneten Jahresdauerlinie bei
der Berechnung der aus den Vergasungsheizkraftwerken ausgekoppelten Nutzwärmeleistung
zugrunde gelegt. So können die über das Jahr gemittelten Kennzahlen bestimmt werden.
Des Weiteren wird angenommen, dass die in den VHKW maximal erzeugte Nutzwärmeleistung
50 % der im Wärmenetz maximal benötigten Wärmeleistung beträgt. So muss für 2016 Stunden
ein Spitzenlastkessel zur Erzeugung der zusätzlich benötigen Wärmeleistung vorgesehen werden
(siehe Abbildung 10.1). Der Spitzenlastkessel dient auch zur Deckung des Wärmebedarfs
bei einem Ausfall des Heizkraftwerkes oder während der durchzuführenden Revisions- und
Wartungsarbeiten. Bei der energetischen und ökonomischen Bewertung der VHKW mit den in
Kapitel 11 aufgeführten Kennzahlen wird weder die zusätzliche Brennstoffwärmeleistung des
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