biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

KAPITEL 12. ZUSAMMENFASSUNG
chende Technologiebewertung wird mit der Erstellung eines Kennzahlenkataloges ermöglicht,
indem zusätzlich zu den herkömmlichen Kennzahlen neue Kenngrößen entwickelt und definiert
werden.
Zunächst wird für die energetische Bewertung der VHKW der elektrische Bruttowirkungsgrad
ηel, Brutto und der Brennstoffausnutzungsgrad ω berechnet. Um hohe elektrische Wirkungsgrade
durch die effiziente Stromerzeugung in einem motorischen BHKW zu realisieren, muss ein hoher
Anteil der zugeführten Brennstoffleistung im Reingas gebunden werden. Daher wird zum einen
mit dem in dieser Arbeit festgelegten Wirkungsgrad der Vergasung ηGas aufgezeigt, in welchem
Maß die der Biomasseaufbereitung und dem Vergasungsreaktor zugeführten Leistungen jeweils
im Reingas gebunden werden. Zum anderen zeigt die zusätzlich definierte Effizienz der Vergasung
ɛGas, ob beim Betrieb der VHKW anfallende Wärmeströme zur Deckung des Energiebedarfs der
Biomassetrocknung oder der endothermen Vergasungsreaktionen genutzt werden und so die auf
die zugeführte Primärenergie bezogene Reingasleistung angehoben wird. Mit dem Verlust der
Gasaufbereitung θGA werden die bei der Rohgaskonditionierung an die Umgebung abgeführten
Leistungen bewertet (Kapitel 6.2).
Der Vergleich der Effizienz der Biomasseverstromung der in den in dieser Arbeit untersuchten
VHKW und der verbreiteten Dampfheizkraftwerken erfolgt mit der neu definierten Stromausbeute
der Vergasungs- und Dampfheizkraftwerke (βV HKW und βDHKW ) (Kapitel 6.4).
Die qualitative Bewertung der Energieumwandlung in den VHKW erfolgt mit parallel aufgestellten
exergetischen Kennzahlen. Durch diese Betrachtungsweise können die bei der
Stromerzeugung auftretenden Verluste bewertet und so das vorhandene Potenzial zur Anhebung
des elektrischen Wirkungsgrades aufgezeigt werden (Kapitel 6.3).
Die Gegenüberstellung der Stromgestehungskosten mit den zu erwartenden Vergütungen und
eine zusätzlich durchgeführte Sensitivitätsanalyse geben Aufschluss über die Wirtschaftlichkeit
des Anlagenbetriebes und verdeutlichen mögliche ökonomische Risiken (Kapitel 7).
Abschließend wird durch eine Kopplung exergetischer und ökonomischer Betrachtungen anhand
der Kennzahl π berechnet, in welchen Funktionsgruppen ein hoher Anstieg der spezifischen
Exergiekosten stattfindet und daher ein großes Potenzial zur Verminderung der Stromgestehungskosten
besteht. Anhand der Kennzahl ψ wird gezeigt, ob dieses Potenzial durch eine Anhebung
des exergetischen Wirkungsgrades oder durch eine Verminderung des Investitionsaufwandes
geweckt werden kann (Kapitel 8).
Um mit diesen Kennzahlen zu untersuchen, ob VHKW eine energetisch, exergetisch und ökonomisch
vorteilhafte Alternative zu den derzeit betriebenen DHKW darstellen können, werden
optimierte Anlagenkonzepte entwickelt. Basis dafür bilden Messungen an folgenden, aussichtsreichen
VHKW:
• Zweistufiges Carbo-V-VHKW in Freiberg, Deutschland,
• Zweistufiges Viking-VHKW der DTU, Dänemark,
• FICFB-VHKW in Güssing, Österreich und
• Gegenstrom-VHKW in Harbøore, Dänemark.
Anhand dieser Messungen wird gezeigt, dass diese Versuchs- und Demonstrationsanlagen
stabil und dauerhaft betrieben, der unerwünschte Ausfall von Teeren sicher verhindert und die
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