biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

11.4. EXERGETISCH-ÖKONOMISCHES OPTIMIERUNGSPOTENZIAL
keine Möglichkeit zur Reduktion der Exergieverluste in der Funktionsgruppe der Stromerzeugung.
Die Kostensteigerung von πV = 76,9 % in der Funktionsgruppe der Vergasung wird zu ψS = 68,1 %
durch den Kostenstrom ˙ ZV verursacht. Daher würde eine Reduktion des Investitionsaufwandes
des Vergasungsreaktors um 20 % zu einer Verminderung der spezifischen Stromgestehungskosten
um 2,3 % auf 138,7 e/MWh führen. Bedingt durch den hohen gemeinen Investitionsaufwand IG
sinken die Stromgestehungskosten weniger als beim Carbo-V- und beim Viking-VHKW.
In der Funktionsgruppe der Biomasseaufbereitung steigen die Exergiekosten um πBA = 24,7 %.
Die Kennzahl ψBA = 31,0 % belegt, dass dies hauptsächlich durch den Kostenstrom ˙ ZBA und
damit durch den Investitionsaufwand IBA verursacht wird. Da die Funktionsgruppe der Biomasseaufbereitung
jedoch nicht komplexer als bei den anderen Vergasungsheizkraftwerken aufgebaut
ist, verursacht der hohe gemeine Investitionsaufwand IG des FICFB-VHKW den höchsten
Anstieg der spezifischen Exergiekosten πBA der untersuchten VHKW. So ist nur sehr geringes
Optimierungspotenzial in dieser Funktionsgruppe vorhanden.
Auch die Erhöhung der spezifischen Exergiekosten in der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung
von πGA = 18,8 % wird im Wesentlichen durch den Kostenstrom ˙ ZGA verursacht (ψGA = 35,0 %).
Zur Verminderung der spezifischen Stromgestehungskosten müsste daher auch hier der Investitionsaufwand
dieser Funktionsgruppe IGA bzw. der hohe gemeine Investitionsaufwand IG
reduziert werden. Da die in der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung vorhandenen Aggregate
jedoch zur Erzeugung eines motortauglichen Reingases benötigt und nicht durch kostengünstigere
Bauteile ersetzt werden können, besteht in dieser Funktionsgruppe kaum Optimierungspotenzial.
Gegenstrom-VHKW
Die höchste Steigerung der spezifischen Exergiekosten in der Funktionsgruppe der Vergasung
findet im Gegenstrom-VHKW mit πV = 120,0 % statt. Dies wird zu 83,8 % durch den Kostenstrom
˙ZV verursacht (ψV = 16,2 %), da beim Gegenstrom-VHKW trotz der einfachen Bauweise des
Vergasungsreaktors ein hoher spezifischer Investitionsaufwand von 500 e/kWhth (bezogen auf die
Biomasseleistung) nach Absprache mit den Anlagenentwicklern angenommen wird (Tabelle 10.7
und 10.4). So besteht in dieser Funktionsgruppe hohes Potenzial zur Reduzierung der spezifischen
Stromgestehungskosten. Würde der Investitionsaufwand der Funktionsgruppe der Vergasung um
20 % reduziert werden, würden die spezifischen Stromgestehungskosten um 4,4 % sinken.
In der Funktionsgruppe der Stromerzeugung steigen die spezifischen Exergiekosten um
πS = 108,6 %. Dies wird zu ψS = 87,1 % durch Exergieverluste verursacht. Da eine zukünftige
Anhebung des elektrischen Wirkungsgrades des Gasmotors nicht erwartet wird, besteht in der
Funktionsgruppe der Stromerzeugung des Gegenstrom-VHKW nur geringes Optimierungspotenzial.
Durch den hohen Teergehalt im Rohgas (21,8 % der Rohgasexergie, Kapitel 11.2.3) und die
Abscheidung und Verbrennung der Teere zur Nutzwärmeerzeugung bzw. zur Abwasserentsorgung
entstehen in der Funktionsgruppe der Gasaufbereitung hohe Exergieverluste (ζGA = 74,5 %). Diese
führen zur Erhöhung der spezifischen Exergiekosten um πGA = 43,1 %, welche zu ψGA = 86,4 %
auf Exergieverluste zurückzuführen sind. Durch die Verbrennung der Teere mit mehr als 10
Kohlenstoffatomen im Vergasungsreaktor könnte auf die Oxidation der exergetisch hochwertigen
Biomasse im Vergasungsreaktor teilweise verzichtet werden. Gelänge es, dieses technisch zu
realisieren, würden die Exergieverluste in der Gasaufbereitung deutlich reduziert und damit auch
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