Bundesmessprogramm zur Weiterentwicklung der kleintechnischen Biomassevergasung
www.dbfz.de/web/forschung/referenzprojekte/...severgasung.html
Vor dem Hintergrund einer umweltverträglicheren Energiebereitstellung aus biogenen Festbrennstoffen wird die thermo-chemische Vergasung als sehr vielversprechend eingeschätzt. Um die bestehenden technischen wie auch ökonomischen Hürden zu überwinden, wurden die Anlagen zur kleintechnischen Vergasung von Biomasse stetig weiterentwickelt und haben heute einen deutlich verbesserten Entwicklungsstand erreicht. Dabei werden von unterschiedlichen Herstellern verschiedene konzeptionell vielversprechende Ansätze verfolgt, deren Praxistauglichkeit gegenwärtig erprobt wird. Um eine möglichst zügige und effiziente Markteinführung der kleintechnischen Biomassevergasung zu unterstützen, erfolgte durch das „Bundesmessprogramm zur Weiterentwicklung der kleintechnischen Biomassevergasung“ eine wissenschaftliche Begleitung relevanter, gegenwärtig realisierter Konzepte.
Es wurden praktische Erfahrungen gesammelt, dokumentiert, ausgetauscht und wissen- schaftlich bewertet. In Ergänzung zur bereits erfolgten Förderung und wissenschaftlichen Begleitforschung einzelner Anlagen, konnte durch einen umfassenden Ansatz die technische, ökonomische und auch ökologische Optimierung beschleunigt und gleichzeitig kostenintensive Fehl- und Doppelentwicklungen reduziert werden. Zudem stellen die Ergebnisse eine Entscheidungsgrundlage für potenzielle Investoren (sowohl privater als auch öffentlicher Hand) dar. Mit Hilfe von systematischen Messungen und harmonisierten Bewertungsmethoden erfolgte eine objektive Auswertung des Anlagenbetriebs aus- gewählter Anlagen, insbesondere in Bezug auf Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit. Die erarbeiteten Ergebnisse können wie folgt eingeordnet werden:
Identifikation technischer Probleme bestehender Anlagen durch Feldmessungen
Methodenharmonisierung mit dem Ziel der Vergleichbarkeit von Versuchs-, Demo- und kommerziellen Anlagen
Validierung von Herstellerangaben und Forschungsergebnissen durch konkrete Messungen
Bestimmung des THG-Minderungspotenzials von Biomassevergasungsanlagen
Aufzeigen der ökonomischen Nachhaltigkeit
Transparente Informationsbereitstellung (über eine Web-Datenbank)
THG-Vermeidungskosten und THG-Minderungen im wärmegeführten Betrieb (eigene Berechnungen) (DBFZ, 2013)
Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Anzahl und Leistung der in 2011 erfolgten Inbetriebnahmen von Holzvergasungsanlagen eine dreijährige Phase der Stagnation, in der sich Zubau und Stilllegung von Kapazitäten fast die Waage hielt, beendet. Zudem stieg nach Angaben der Hersteller die Anzahl der sich in Betrieb befindenden Anlagen in 2012 weiterhin deutlich an. Die Entwicklung unterscheidet sich signifikant von der Situation in den Jahren 2005 bis 2007, in denen ebenfalls viele neue Anbieter in den Markt eintraten. Mehrere Aspekte lassen erwarten, dass bei der derzeitigen Entwicklung ein Marktdurchbruch für die thermo-chemische Vergasungstechnologie bevorstehen kann:
Der überwiegende Teil des Zubaus beruht auf Anlagen im kleintechnischen Leistungsbereich, der vor allem von zwei Anbietern mit einer Serienproduktion getragen wird.
Aus technischer Sicht erscheint eine Vielzahl der Anlagen robust. Probleme mit schlechter Gasqualität sind beim Einsatz geeigneter MSR beherrschbar und somit 7.000 jährliche Volllaststunden durchaus erreichbar. Im kleinen Leistungsbereich erscheinen die absteigende Gleichstromvergasung bei entsprechender Betreiberschulung und Systeme mit Vollwartungsvertrag marktfähig.
Die Serienproduktion ermöglicht spezifi sche Anlagenkosten von 3.000 bis 3.500 €/kWel für mittelgroße Anlagen (> 150 kWel). Damit ist unter den derzeitigen Rahmenbedingungen ein wirtschaftlicher Betrieb möglich. Kleinere Anlagen benötigen hingegen aufgrund des geringeren elektrischen Gesamtwirkungsgrades tendenziell günstigere Rohstoffpreise und eine höhere Wärmevergütung, um einen kostendeckenden Betrieb zu gewährleisten.
Bei technisch optimierter Anlagenauslegung und einem hohen Wärmenutzungsgrad können die THG-Vermeidungskosten mittelfristig unter 100 gCO2Äqu./kWhel sinken.
Dieses Forschungsprojekt wurde im Rahmen des vormaligen Kompetenzfeldes Vergasung, dass seit Herbst 2012 im Kompetenzfeld Biomethan aufgegangen ist sowie in den Bereichen Bioraffinerien und Bioenergiesysteme bearbeitet.
Ansprechpartner:
Dipl. Wi.-Ing. (FH) Martin Zeymer (martin.zeymer(at)dbfz(dot)de)
Dr.-Ing. Marco Klemm (marco.klemm(at)dbfz(dot)de)
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