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KAPITEL 11. BEWERTUNG DER OPTIMIERTEN VHKW
11.4.2 Exergetischer Wirkungsgrad der Funktionsgruppen ζ
Zur Berechnung der spezifischen Exergiekosten der in eine Funktionsgruppe ein- und austretenden
Stoffströme sind neben den Kostenströmen ˙ ZFG die exergetischen Wirkungsgrade
der Funktionsgruppen ζFG notwendig (Kapitel 8.1). Daher werden diese berechnet und in
Tabelle 11.8 aufgeführt. Die den Wirkungsgraden zugrundeliegenden Exergieströme, die in die
Funktionsgruppen ein- und austreten, sind in Anhang D detailliert aufgeführt.
Bei der Berechnung der exergetischen Wirkungsgrade werden Exergieverluste, die bei der
Wärmeübertragung entstehen, der Funktionsgruppe zugerechnet, die den ausgekoppelten Exergiestrom
nutzt. Wird beispielsweise Rohgaswärme zur Frischdampferzeugung genutzt und der
erzeugte Frischdampf einer Dampfkraftanlage zugeführt, wird die aus dem Rohgas ausgekoppelte
Exergie als Nutzen bei der Berechnung des Wirkungsgrades der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung
betrachtet. Die Exergieverluste, die bei der Frischdampferzeugung entstehen, werden der
Dampfkraftanlage zugerechnet.
Tabelle 11.8: Exergetischer Wirkungsgrad der Funktionsgruppen ζFG
Funktions- Carbo-V- Viking- FICFB- Gegenstromgruppe
Vergasungsheizkraftwerk
ζBA / % 92,4 92,4 94,2 100,0
ζV / % 90,0 95,5 84,2 87,3
ζGA / % 94,7 94,1 94,9 74,5
ζS / % 45,6 53,0 48,9 49,9
Exergetischer Wirkungsgrad der Funktionsgruppe der Biomasseaufbereitung ζBA
In der Funktionsgruppe der Biomasseaufbereitung der vier untersuchten VHKW treten Exergieverluste
von maximal 7,6 % auf. Beim Gegenstrom-VHKW entstehen in der Funktionsgruppe
der Biomasseaufbereitung keine Exergieverluste, da in dieser Anlage die Holzhackschnitzel ohne
weitere Behandlung in den Vergasungsreaktor geführt werden (ζBA = 100,0 %).
Da beim FICFB-VHKW zur Trocknung der Biomasse Abgas auf einem niedrigen Temperaturniveau
von 493 K bis 393 K verwendet wird, entstehen in der Funktionsgruppe der
Biomasseaufbereitung nur geringe Exergieverluste von 5,8 % (ζBA = 94,2 %).
Beim Viking-VHKW liegt das Temperaturniveau der Abgaswärme, die zur Trocknung der
Biomasse verwendet wird, mit 710 K bis 615 K höher als im FICFB-VHKW. Daher übersteigen
die Exergieverluste von 7,6 %, die in der Biomasseaufbereitung des Viking-VHKW auftreten,
jene des FICFB-VHKW um 1,8 %-Punkte.
Auch beim Carbo-V-VHKW entstehen in der Funktionsgruppe der Biomasseaufbereitung
Exergieverluste von 7,6 % der zugeführten Exergie. Diese liegen, wie auch beim Viking-VHKW,
um 1,8 %-Punkte höher als im FICFB-VHKW, obwohl die Wärme, die aus dem Abgas des
BHKW ausgekoppelt und zur Trocknung der Biomasse verwendet wird, auf nahezu gleichem
Temperaturniveau wie beim FICFB-VHKW genutzt wird. Im Carbo-V-VHKW wird jedoch
zusätzlich Erdgas zur Trocknung der Biomasse verbrannt. Das dabei entstehende Rauchgas wird
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