biomassevergasung wiese tuhh (6.377 KB)

INHALTSVERZEICHNIS
9 Messungen an VHKW 61
9.1 Anlagenbeschreibung und Versuchsdurchführung . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.1.1 Carbo-V-VHKW in Freiberg, Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
9.1.2 Viking-VHKW der DTU, Dänemark . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
9.1.3 FICFB-VHKW in Güssing, Österreich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
9.1.4 Gegenstrom-VHKW in Harbøore, Dänemark . . . . . . . . . . . . . . . 74
9.2 Versuchsauswertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
9.2.1 Vergasermodul in Ebsilon Professional . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
9.2.2 Energetische Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
9.2.3 Exergetische Kennzahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
9.2.4 Reingasqualität . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
9.2.5 Emissionen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
9.2.6 Zusammenfassung der Messergebnisse . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
10 Optimierte VHKW 100
10.1 Randbedingungen für die energetische Vergleichbarkeit . . . . . . . . . . . . . . 100
10.2 Optimierte Verfahrenskonzepte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
10.2.1 Zweistufiges Carbo-V-Vergasungsheizkraftwerk . . . . . . . . . . . . . . 103
10.2.2 Zweistufiges Viking-Vergasungsheizkraftwerk . . . . . . . . . . . . . . 108
10.2.3 FICFB-Vergasungsheizkraftwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
10.2.4 Gegenstrom-Vergasungsheizkraftwerk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
10.3 Risiken bei der Errichtung der optimierten VHKW . . . . . . . . . . . . . . . . 121
10.4 Beschreibung eines Biomasse-Dampfheizkraftwerkes . . . . . . . . . . . . . . . 122
10.5 Randbedingungen für die ökonomische Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . 125
10.5.1 Anlagenübergreifende Annahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
10.5.2 Investitionsaufwand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
10.5.3 Betriebskosten und Wärmeerlöse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
10.5.4 Spezifische Stromgestehungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
10.5.5 EEG-Vergütungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
11 Bewertung der optimierten VHKW 132
11.1 Energetische Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.1.1 Elektrischer Bruttowirkungsgrad und Brennstoffausnutzungsgrad . . . . 133
11.1.2 Wirkungsgrad und Effizienz der Vergasung, Verlust der Gasaufbereitung . 135
11.1.3 Vergleich der optimierten VHKW mit einem Dampfheizkraftwerk . . . . 140
11.1.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
11.2 Exergetische Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144
11.2.1 Exergetischer elektrischer Bruttowirkungsgrad . . . . . . . . . . . . . . 145
11.2.2 Exergetischer Brennstoffausnutzungsgrad . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
11.2.3 Exergetischer Wirkungsgrad und Effizienz der Vergasung . . . . . . . . . 149
11.2.4 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
11.3 Ökonomische Bewertung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
11.3.1 Spezifische Stromgestehungskosten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153
11.3.2 Sensitivitätsanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
11.3.3 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
11.4 Exergetisch-ökonomisches Optimierungspotenzial . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
11.4.1 Funktionsgruppen und deren Kostenströme ˙ ZFG . . . . . . . . . . . . . 164
11.4.2 Exergetischer Wirkungsgrad der Funktionsgruppen ζ . . . . . . . . . . . 166
11.4.3 Erhöhung der spezifischen Exergiekosten π . . . . . . . . . . . . . . . . 170
11.4.4 Ursachen der Exergiekostenerhöhung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
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