Dezentrale Energieerzeugung mit Biomasse?

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1 Anlagen für die Biomassenutzung VDE Dezentrale Energieerzeugung mit Biomasse? GEUmbH Karl-Heinz Weingarten GEU mbh Nettegasse 10-12, Pulheim-Stommeln

2 Biomasse Nutzung Quantifizieren der Anbaupotenziale von nachwachsenden Rohstoffen (NaWaRo s) auf den vorhandenen landwirtschaftlichen Flächen. - Ermittlung vorhandener Wald- und Ackerflächen - Vorhandene Stillegungsflächen - Hauptanbaufrüchte und Erträge - Ermittlung des technisch verfügbaren Biomasse-Potenzials Darstellung der Möglichkeiten zur energetischen Nutzung der nachwachsenden Rohstoffe. - Heizwärmeerzeugung - Treibstofferzeugung - Stromerzeugung mit Abwärmenutzung GEUmbH Untersuchung der Wirtschaftlichkeit bei Verwertung von Energiepflanzen in technischen Anlagen.

3 Ermittlung des technischen Potenzials Beispiel Rhein-Erft-Kreis: Ackerfläche ha Anbaufläche ha Theoretisches Potenzial t/a Technisches Potenzial t/a MWh/a Stroh Stilllegungsfläche ha Technisches Potenzial ha Rapsöl t/a MWh/a Raps Theoretisches Potenzial t/a Technisches Potenzial t/a MWh/a Dünnholz Landschafts pflege Anbaufläche ha Potenzial t/a Dicksaft t/a Ethanol m 3 /a Rüben GEUmbH Mais Stilllegungsfläche ha Technisches Potenzial ha Ertrag t/a Biogasertrag m 3 /a

4 Energetische Nutzung der Biomassen über Verbrennung über chemische Prozesse über anaerobe Fermentation über alkoholische Gärung über Vergasung GEUmbH Die dunkel-grün markierten Zellen stellen die sinnvoll nutzbaren Biomassen für die angegebene energetische Nutzung dar. Die hell-grün markierten Zellen sind zur Zeit technisch nicht sinnvoll.

5 Verwendung der Biomassen Die energetischen Ausbeuten und Rohstoffpreise favorisieren folgende Nutzungen Stroh, Korn und Holz als Heizmaterial Raps zur Biodieselherstellung Mais und Getreide zu Methan Zuckerrüben oder Getreide zur Ethanolherstellung Holz, Kronenholz und Landschaftspflegematerial zu Synthesegas GEUmbH Auswahl einer wirtschaftlichen Biomasseanlage unter Berücksichtigung von Personalkosten für den Anlagenbetrieb!

6 Beispiel Biomassepotenzial im REK GEUmbH Auf den Stilllegungsflächen von ha können folgende Produkte hergestellt werden: - Raps zur Biodieselherstellung mit einem technischen Potenzial von etwa MWh/a ( Liter Biodiesel) - Mais zur Methanerzeugung mit einem technischen Potenzial von ca MWh/a ( MWh Strom und Beheizung von EFH) Auf der bisherigen Rübenanbaufläche von ha werden t/a Rüben erzeugt, mit einem technischen Ethanol Potenzial von etwa MWh/a. ( Liter Benzinbeimischung) Auf der bisherigen Kornanbaufläche von ha werden t Stroh erzeugt, die ein technisches Potenzial von etwa MWh/a haben. (Beheizung von Einfamilienhäuser) Es stehen im REK etwa t Dünnholz und Landschaftspflegematerial mit einem technische Potenzial von etwa MWh/a zur Verfügung. ( MWh Strom und Beheizung von Einfamilienhäuser)

7 Anlagengröße für Stroh zur Verbrennung Direkt-Verbrennung Stroh-Heizungsanlagen von 800 bis kw rentabel machbar Pelletierung Verteuert den Rohstoffpreis Verbessert das Förderverhalten Wirtschaftliche Größe Leistungsdaten: Wirtschaftliche Größe Leistungsdaten: GEUmbH kw thermische Leistung - Strohverbrauch 6,5 t (15 Ballen) bei Volllast - Erf. Anbaufläche 180 ha (1.200 t) bei Volllaststunden / a - Heizbedarf für 120 EFH - Investitionskosten ca. 450 TEUR - 3 t/h Pellets - Kapazität t/a - Erf. Anbaufläche ha - Heizbedarf für EFH - Investitionskosten ca Mio Preisvergleich: Stroh 13 /MWh; Strohpellets 31 /MWh; Heizöl 57 /MWh

8 Anlagengröße für Raps zu Biodiesel Wirtschaftliche Größe Leistungsdaten: - 0,3 t/h Raps t Rapssaat/a - Erf. Anbaufläche 480 ha t Biodiesel/a Liter Biodiesel / Tag ( km PKW Fahrleistung) - Investitionskosten: ca. 800T Besteuerung Biodiesel verabschiedet (ohne Landwirtschaft) GEUmbH Rapssaatpreis 2007 steigt um 25% Anlage muss auf 1200 t ausgelegt werden

9 Anlagengröße für Mais zu Methan Biologische anaerobe Fermentation NaWaRo Bonus bei Einsatz von Maissilage, Ganzpflanzensilage, Grasschnitt und Gülle KWK Bonus bei Wärmenutzung Innovationsbonus bei Trockenfermentation Innovationsbonus für Gaseinspeisung in das öffentliche Gasnetz (Anlage >1 Mw el ) Wirtschaftliche Größe Leistungsdaten: GEUmbH Investitionskosten: ca. 4 Mio bei Anlage mit Gaswäsche m³/h Biogas kw Brennstoffleistung kw therm. Leistung kw elektr. Leistung BHKW - Biomassebunker: t Freilager - Biomassebedarf: ca. 2 t/h ca t/a - Erf. Anbaufläche: ca. 450 ha - Investitionskosten:ca 3 Mio

10 Anlagengröße für Rüben zu Ethanol GEUmbH Biologische alkoholische Gärung Zuckerrübennutzung wird bei zukünftig reduziertem Preise möglich Der Produktweg zur Zuckerfabrik kann im REK beibehalten werden Der Dicksaft wird in der Zuckerfabrik gelagert und bei Bedarf an die Ethanolanlage geliefert REK t/a Zuckerrüben bzw t/a Dicksaft ergeben m³/a (160m³/d) Ethanol Wirtschaftlichkeit bei zukünftigem Rübenpreis ab ca m³/a (160m³/d) Ethanol erwartet Subventionspolitik fördert Anlagen im Osten mit >30% Bild: t/a Ethanolanlage in Zörbig auf Weizenbasis Wirtschaftliche Größe Leistungsdaten: t/a Ethanol m³/a Ethanol t/a Weizen oder t/a Zuckerrüben oder t/a Dicksaft - Investitionskosten 29 Mio EUR

11 Anlagengröße für Holz zu Strom Holzvergaser Anlagen Anlage mit NaWaRo und KWK Bonus wirtschaftlich (Waldhackschnitzel und Grünschnitt) KWK Bonus für Wärmenutzung Innovationsbonus für Vergasungstechnik Leistungsdaten: GEUmbH Leistungsdaten: - 1,2 MW Brennstoffleistung - 0,5 MW therm. Leistung - 0,3 MW elektr. Leistung BHKW - Brennstoffbedarf: ca. 0,3 t/h ca t/a - Investitionskosten ca T - 8,0 MW Brennstoffleistung - 3,9 MW therm. Leistung - 1,9 MW elektr. Leistung BHKW - 0,6 MW elektr. Leistung ORC - Brennstoffbunker: 100 t + Freilager - Brennstoffbedarf: ca. 2 t/h ca t/a - Investitionskosten 11 Mio EUR

12 Umsetzung der Theorie in Projekte Beispiel Rhein-Erft-Kreis Die verfügbaren Biomassen könnten folgende Anlagen versorgen: 1-2 Stroh/Holzpelletanlagen Div Lokale Stroh- oder Strohpellet-Verbrennungsanlagen 1-2 Rapsölmühlen mit Biodieselaufbereitung 4-5 Biogasanlagen evtl. mit Gaseinspeisung in das öffentliche Netz 1 Holzvergasungsanlage, erweiterbar mit Methanolsynthese Div Kleinere Holzvergasungsanlagen je nach Holzverfügbarkeit 0-1 Ethanolanlage auf Zuckerrübendicksaft Basis GEUmbH Die vorgeschlagen Anlagen sind nur in Kooperation mit der Landwirtschaft realisierbar (Langfristverträge für Finanzierung). Die verfügbaren Anbau- und Stilllegungs-Flächen stehen nur einmal zur Verfügung (Beachtung von Fremdplanungen)

13 Dezentrale Energieerzeugung mit Biomasse? GEUmbH Kleine dezentrale Anlagen sind nicht wirtschaftlich zu betreiben Nutzung der Kraft-Wärme-Kopplung ist notwendig um Projekte wirtschaftlich betreiben zu können Wärmeschwerpunkte sind überwiegend in kommunaler Hand und müssen zur Nutzung zur Verfügung gestellt werden. Denkbare Projekte sind Rathäuser, Hallen- und Freibäder, Schulzentren, Einkaufszentren, Krankenhäuser, Altenheime, Hochhäuser und umliegende Gebäude, Neubau- und ältere Siedlungsgebiete. Nahwärmenetze machen die Anlagen wirtschaftlich (bis zu 30% Energieeinsparung) Erwartete Geruchsbelästigungen führen zu Widerstand im baulichen Innenbereich Biomasseanlagen müssen auch auf Standorten im Außenbereich genehmigungsfähig werden. Behördenwiderstand verhindert Projekte im Aussenbereich

14 Unsere Leistungen helfen sparen Energieberatug Konzeptstudien Gebäudetechnik Stahlbau Planung Elektro- und Leittechnik Rohrleitungs Planung Energie- und Umwelttechnik GEUmbH Vielen Dank Die Studie zum Rhein-Erft-Kreis finden Sie hier: Abschlussbericht Biomasse-Studie REK.pdf

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