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KAPITEL 10. OPTIMIERTE VHKW
in einem Tank gespeichert und diskontinuierlich verbrannt werden, beträgt 1087,9 kW. Bei einer
jährlichen Betriebsdauer des VHKW von 7600 Stunden und einem Kesselwirkungsgrad von 90 %
können mit den im Tank gespeicherten Teeren maximal 7441,2 MWh Wärme erzeugt werden.
Beträgt, wie in Kapitel 10.1 vorgegeben, die im Vergasungsheizkraftwerke erzeugte Nutzwärmeleistung
50 % der im Wärmenetz maximal benötigten Wärmeleistung, wird die im VHKW und im
Spitzenlastkessel erzeugte Nutzwärme durch Integration von Gleichung 6.9 über 8760 Stunden zu
18027,6 MWh berechnet. Davon werden 15534,6 MWh im VHKW und 2493,0 MWh im Spitzenlastkessel
erzeugt. Da mit den im Tank gespeicherten Teeren 7441,2 MWh Wärme erzeugt werden
können, würden 66,5 % der Teere nicht zur Nutzwärmeerzeugung im Spitzenlastkessel verbrannt
werden. Daher wird bei der Berechnung der gemittelten Kennzahlen davon ausgegangen, dass
die im Vergasungsheizkraftwerk erzeugte Nutzwärmeleistung nur 34,5 % der im Wärmenetz
maximal benötigten Wärmeleistung beträgt. Dadurch werden im Spitzenlastkessel 7405,2 MWh
Wärme erzeugt und somit die gesamte in den zwischengespeicherten Teeren gebundene Leistung
genutzt.
Auch die im Vergasungsheizkraftwerk maximal erzeugte Nutzwärmeleistung von
˙QN = 2879,4 kW wird nun über 3964 Stunden anstatt über 2016 Stunden (Kapitel 10.1)
vollständig an das Fernwärmenetz abgegeben. Daher steigt die im VHKW jährlich erzeugte
Wärmemenge von 15534,6 MWh auf 18734,8 MWh. Wird zusätzlich die im Spitzenlastkessel
erzeugte Wärme berücksichtigt, beträgt die an das Wärmenetz abgegebene Wärme 26140,0 MWh.
Da die im Spitzenlastkessel verbrannten Teere beim Betrieb des VHKW erzeugt werden, wird bei
der Berechnung der gemittelten Nutzwärmeleistung die in der gesamten Anlage jährlich erzeugte
Wärmemenge von 26140,0 MWh zugrunde gelegt. Die jährlich gemittelte Nutzwärmeleistung
des optimierten VHKW beträgt somit ˙¯ QN = 3439,5 kW (bezogen auf 7600 Stunden) und es wird
ein gemittelter Brennstoffausnutzungsgrad von ¯ω = 66,3 % erreicht.
Im VHKW in Harbøore wurde während der Begleitung des Anlagenbetriebs Biomasse mit
einem Wassergehalt von 42 % vergast. Bei der Berechnung der Kennzahlen der optimierten
Vergasungsheizkraftwerke wird davon ausgegangen, dass der Wassergehalt der Biomasse 40 %
beträgt (Kapitel 10.1). Mit sinkendem Wassergehalt steigt die Rohgasaustrittstemperatur des
Gegenstromvergasungsreaktors, da weniger Wärme zur Trocknung der Biomasse benötigt und
so aus dem die Pyrolysezone verlassenden Gas ausgekoppelt wird. Da die Rohgaswärme nicht
zurück in den Vergasungsreaktor geführt wird und bei der Berechnung des Wirkungsgrades
der Vergasung nicht berücksichtigt wird, erreicht das optimierte Gegenstrom-VHKW mit
ηGas = 73,8 % ein um 2,3 %-Punkte niedrigeren Wirkungsgrad der Vergasung als das VHKW in
Harbøore.
Mit sinkendem Wirkungsgrad der Vergasung nimmt auch die Effizienz der Vergasung ab. Daher
erreicht das optimierte Gegenstrom-VHKW nur eine Effizienz der Vergasung von ɛGas = 75,4 %,
die um 2 %-Punkte niedriger als im VHKW in Harbøore liegt.
Der Verlust der Gasaufbereitung der bestehenden Anlage in Harbøore und des optimierten
Gegenstrom-VHKW ist mit θGA = 28,8 % identisch, da in der optimierten Anlage keine Prozessveränderungen
realisiert werden, die zu einer Änderung dieses Verlustes führen.
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