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KAPITEL 11. BEWERTUNG DER OPTIMIERTEN VHKW
mit angekoppeltem Generator in elektrische Leistung umgewandelt. Daher werden durch Nutzung
der in der Vergasungsanlage anfallenden Abwärme in der Dampfkraftanlage 8,7 % der
Brennstoffexergie in elektrische Leistung umgewandelt.
Auf diese Weise erreicht das optimierte Carbo-V-VHKW den höchsten exergetischen elektrischen
Bruttowirkungsgrad von ¯ ζel, Brutto = 32,1 %, obwohl nur 63,4 % der Exergie der Biomasse und des
Erdgases im Reingas gebunden werden.
Der exergetische elektrische Bruttowirkungsgrad des Viking-VHKW liegt mit ¯ ζel, Brutto = 31,8 %
nur um 0,3 %-Punkte unter jenem des Carbo-V-VHKW. Im Viking-VHKW wird die hohe
Temperatur des Rohgases von 1070 K zum Beheizen der Pyrolyseschnecke auf 773 K und zur
Vergasungsluftvorwärmung auf 563 K genutzt. Durch diese Einkopplung von Rohgaswärme kann
im Vergasungsreaktor teilweise auf die Verbrennung von exergetisch hochwertiger Biomasse zur
Deckung des Wärmebedarfs der endothermen Pyrolysereaktionen verzichtet werden. Zusätzlich
werden aus dem Abgas des BHKW 489,6 kW Exergie zur Trocknung der Biomasse ausgekoppelt.
So gelingt es, 81,2 % der dem Vergasungsreaktor und der Biomasseaufbereitung zugeführten
Exergie im Reingas zu binden. Dabei beträgt das Verhältnis der Exergie des Reingases zur Exergie
der Biomasse 87,3 %. Anschließend werden im BHKW 36,4 % der Exergie des Reingases in
elektrische Leistung umgewandelt, sodass ein exergetischer elektrischer Bruttowirkungsgrad von
¯ζel, Brutto = 31,8 % erreicht wird. Dieser liegt nur um 0,3 %-Punkte unter jenem des Carbo-V-
VHKW, obwohl die Stromerzeugung ausschließlich in einem BHKW stattfindet und die Anlage
daher deutlich einfacher konzipiert ist.
Der exergetische elektrische Bruttowirkungsgrad des FICFB-VHKW liegt mit ¯ ζel, Brutto = 28,4 %
um 3,7 %-Punkte unter dem des Carbo-V-VHKW, obwohl in beiden Anlagen sowohl ein
BHKW als auch eine Dampfkraftanlage bzw. ORC-Anlage zur Stromerzeugung betrieben
werden. Auch liegt bei beiden Anlagen das Verhältnis von im BHKW erzeugter elektrischer
Leistung zur zugeführten Brennstoffexergie (Biomasse und Erdgas bzw. RME) mit 23,6 % beim
Carbo-V-VHKW und mit 23,3 % beim FICFB-VHKW in etwa gleich hoch. Doch wie bereits in
Kapitel 11.1.1 beschrieben, wird im FICFB-VHKW ein Teil der anfallenden Prozesswärme zur
Vergasungsdampferzeugung verwendet. So werden der ORC-Anlage nur 22,8 % der Exergie der
Biomasse und des RME zugeführt. Auch ist das Verhältnis von Exergie, die auf den Frischdampf
übertragen wird, zu der den Dampferzeugern der ORC-Anlage zugeführten Exergie mit 54,5 %
etwas niedriger als beim Carbo-V-VHKW, da die Dampfparameter der ORC-Anlage mit 573,2 K
und 20 bar niedriger als jene der Dampfkraftanlage des Carbo-V-VHKW liegen. Aufgrund des
Gegendruckbetriebs der ORC-Anlage werden nur 40,8 % der Exergie des Dampfes vor der
Turbine in elektrische Leistung umgesetzt, sodass nur 22,3 % jener der ORC-Anlage zugeführten
Exergie bzw. 5,1 % der Exergie der Biomasse und des RME im Generator der ORC-Anlage in
elektrische Leistung umgesetzt werden.
Von den vier untersuchten Vergasungsheizkraftwerken wird im Gegenstrom-VHKW der
niedrigste exergetische elektrische Bruttowirkungsgrad von ¯ ζel, Brutto = 23,7 % erreicht, da im
Gegenstrom-VHKW nur 64,0 % der Exergie der Biomasse im Reingas gebunden und anschließend
im BHKW zu 37,1 % in elektrische Leistung umgewandelt werden.
Wird das DHKW zur gekoppelten Strom- und Wärmeerzeugung betrieben und Nutzwärme
entsprechend der in Kapitel 10.1 beschriebenen Jahresdauerlinie ausgekoppelt, erreicht die
Anlage einen gemittelten exergetischen elektrischen Bruttowirkungsgrad von ¯ ζel, Brutto = 16,7 %,
da im Dampferzeuger nur 36,9 % der Exergie der Biomasse auf den Frischdampf übertragen
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