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KAPITEL 11. BEWERTUNG DER OPTIMIERTEN VHKW
ausgekoppelt, sodass der exergetische Brennstoffausnutzungsgrad nur um 2,0 %-Punkte über dem
exergetischen elektrischen Bruttowirkungsgrad liegt.
Des weiteren liegt der gemittelte exergetische Brennstoffausnutzungsgrad des Carbo-V-VHKW
um 1,4 %-Punkte unter dem des FICFB-VHKW, obwohl der exergetische elektrische Wirkungsgrad
um 3,7 % höher liegt. Der Grund dafür ist, dass wegen des Gegendruckbetriebs der
ORC-Anlage des FICFB-VHKW in dieser Anlage im Jahresmittel 7,1 % der Brennstoffexergie
als Nutzwärme ausgekoppelt werden. Beim Carbo-V-VHKW sind es nur 2,0 %.
Würde im Carbo-V-VHKW auf eine vollständige Verstromung der Prozesswärme in einer
Dampfkraftanlage, wie in Kapitel 10.2.1 beschrieben, verzichtet werden, könnte zusätzlich zur
elektrischen Leistung des BHKW von Pel, BHKW = 7775,8 kW mit der Nutzwärme maximal
4887,1 kW Exergie aus der Anlage ausgekoppelt werden. Bei dem beschriebenen schwankenden
Nutzwärmebedarf würde die Exergie der ausgekoppelten Nutzwärme im Jahresmittel 3469,3 kW
betragen und ein gemittelter exergetischer Brennstoffausnutzungsgrad von ¯ ζges = 33,9 % erreicht
werden. Daher ist diese Verfahrensvariante gegenüber dem beschriebenen optimierten Carbo-V-
VHKW (Kapitel 10.2.1) exergetisch nachteilhaft.
Würde die Dampfkraftanlage des Carbo-V-VHKW im Gegendruck betrieben werden, würde
der gemittelte exergetische elektrische Bruttowirkungsgrad der Anlage auf ¯ ζel, Brutto = 29,2 %
absinken. Gleichzeitig würden mit der Nutzwärme maximal 2647,1 kW Exergie ausgekoppelt
werden können, sodass ein gemittelter exergetischer Brennstoffausnutzungsgrad von ¯ ζges = 37,2 %
erreicht werden könnte. Somit ist diese Verfahrensalternative sowohl energetisch (Kapitel 11.1.1)
als auch exergetisch vorteilhaft gegenüber dem von den Anlagenentwicklern favorisierten
Verfahrenskonzept (Kondensationsbetrieb der Dampfkraftanlage zur Maximierung der Stromerzeugung).
Der gemittelte exergetische Brennstoffausnutzungsgrad von ¯ ζges = 37,2 % würde um
2,3 %-Punkte unter dem des Viking-VHKW und 1,7 %-Punkte über dem des FICFB-VHKW
liegen.
Von den vier untersuchten Vergasungsheizkraftwerken wird der niedrigste gemittelte Brennstoffausnutzungsgrad
von ¯ ζges = 32,4 % im Gegenstrom-VHKW erreicht, da aufgrund des hohen
Teergehaltes im Rohgas nur 64,0 % der Exergie der Biomasse im Reingas gebunden werden und
dementsprechend ein exergetischer elektrischer Bruttowirkungsgrad von nur 23,7 % erreicht wird.
Die im Sommer abgeschiedenen Teere werden im Winter im Spitzenlastkessel zur Nutzwärmeerzeugung
verbrannt, sodass der gemittelte Brennstoffausnutzungsgrad um 8,7 %-Punkte über dem
exergetischen elektrischen Bruttowirkungsgrad liegt. Aufgrund des - verglichen mit den anderen
Vergasungsheizkraftwerken - niedrigen elektrischen Wirkungsgrades wird jedoch der niedrigste
gemittelte exergetische Brennstoffausnutzungsgrad erreicht.
Der gemittelte exergetische Brennstoffausnutzungsgrad des DHKW liegt im Gegensatz zum
gemittelten energetischen Brennstoffausnutzungsgrad unter den Werten der in Tabelle 11.3
dargestellten VHKW (Abbildung 11.5). Obwohl im DHKW der höchste auf die Brennstoffexergie
bezogene Nutzwärmeexergiestrom erzeugt wird ( ˙ EN/ ˙ EBio = 11,4 %) und auf diese Weise der
gemittelte exergetische Brennstoffausnutzungsgrad um 11,4 %-Punkte über dem exergetischen
elektrischen Wirkungsgrad liegt, erreicht das DHKW nur einen gemittelten Brennstoffausnutzungsgrad
von ¯ ζges = 28,1 %. Denn der exergetische elektrische Wirkungsgrad des DHKW
beträgt im beschriebenen KWK-Betrieb nur 16,7 %. Somit liegen die exergetischen Brennstoffausnutzungsgrade
der optimierten VHKW unter den in Kapitel 10.1 genannten Randbedingungen
um 4,3 % bis 11,4 %-Punkte über dem des untersuchten DHKW. Dies zeigt, dass VHKW bei der
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