Brennstoffmix in Wirbelschichtfeuerungen: Status und Entwicklungstendenzen

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1 Brennstoffmix in Wirbelschichtfeuerungen: Status und Entwicklungstendenzen Franz Winter, Pal Szentannai Technische Universität Wien, Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, Getreidemarkt 9/166, 1060 Wien, Österreich; Tel.: franz.winter@tuwien.ac.at, Kurzfassung: Wirbelschichtfeuerungen bieten Eigenschaften wie hohe Feuerraum-Wirkungsgrade und einen exzellenten Wärmetransport bei geringen Emissionen. Schwierige Brennstoffe, wie Brennstoffe mit geringem Heizwert, hoher Asche oder hoher Feuchtigkeit können gut genutzt werden. Die Flexibilität der Wirbelschichtfeuerung gegenüber Schwankungen in der Brennstoffzusammensetzung und -qualität ist ebenfalls von großem Vorteil. Der Anspruch an die thermische Verwertung von schwierigen Brennstoffen (wie Biomasse, Müll, Reststoffe) erhöht heutzutage die Notwendigkeit einer guten Vernetzung des Wissens, das in den meisten Fällen in Form von Betriebserfahrungen im Bereich der Wirbelschichttechnologie vorhanden ist. Zu diesem Zweck wurde ein innovatives Netzwerk (iea-fbc.net) aufgebaut, das durch das österreichische Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie (BMVIT) und der Internationalen Energieagentur (IEA) gefördert und unterstützt wird. Neben den technischen Erfahrungen bilden gelöste und die Analyse offener Fragestellungen thematische Schwerpunkte des Netzwerkes. Stand der Technik ist der Einsatz eines Brennstoffmixes (vorwiegend Holzabfälle, Rinde, Schlämme, Kohle) in kleinen Leistungsbereichen (< 50 MW) und auch in größeren Wirbelschichtanlagen. Künftige Entwicklungen zeigen in Richtung einer intensiveren Verwendung von Klärschlamm, kleinen Wirbelschichtfeuerungsanlagen (< 50 MW) mit Holz als Hauptbrennstoff, Großanlagen (> 100 MW), die Verwendung des kommunalen Mülls, sowie Vergasung. Keywords: FBC, Wirbelschichtfeuerung, Ersatzbrennstoff, Biomasse, Mitverbrennung 1 Einleitung Wirbelschichtfeuerungen werden seit mehr als 20 Jahren erfolgreich zur thermischen Verwertung und Behandlung von biogenen Brennstoffen und Abfällen (Holzhackschnitzel, Sägereste, Abfälle aus der Papier und Zellstoffindustrie) als auch von fossilen Energieträgern wie Kohlen mit hohen Aschegehalten eingesetzt. Diese Brennstoffe werden einzeln aber häufig auch gemeinsam in Form der Mitverbrennung genutzt. Die Geschichte dieser umweltfreundlichen und effizienten Technologie begann schon im Jahre 1922, aber ihre Entwicklung beschleunigte sich erst in den sechziger Jahren nach Seite 1 von 13

2 den Anforderungen an das emissionsarme Verbrennen von Brennstoffe mit hohem Schwefelgehalt. Die wichtigsten Schritte der Geschichte der Wirbelschichttechnologie sind die Folgenden Winkler Patent 1965 Erste BFBC Versuchsanlage in Betrieb genommen... Atmosphärische FBC F&E Projekte in den USA 1976 BFB Riversville Demonstrationsprojekt in der Industriemaßstab... CFBC F&E Projekte in Europa 1981 Erste industrielle BFBC mit Biomasse als Hauptbrennstoff 1982 Erste Lurgi Lentjes CFBC in Betrieb genommen 1983 Erste industrielle CFBC mit Biomasse als Hauptbrennstoff... Intensive F&E Aktivitäten angeregt durch Firmen... Kommerzialisieren der FBC Technologie 2009 Erste überkritische CFBC-Anlage (vorgesehenes Datum der Inbetriebnahme) Die Wirbelschicht besteht überwiegend aus Bettmaterial (Brennstoffasche und Sand) sowie zu geringeren Masseprozenten aus den Brennstoffen. Die Fluidisierung erfolgt grundsätzlich durch die Verbrennungsluft aber sie kann bei verschiedenen Technologievarianten durch reinen Sauerstoff oder Rauchgas / Verbrennungsgas Mischung ersetzt werden. Dadurch entsteht eine dreidimensionale Bewegung der Feststoffe und eine gute Durchmischung in horizontale wie auch vertikale Richtung wird gewährleistet. Diese gute Durchmischung führt zu gleichmäßigen Temperatur- und Brennstoffverteilungen, was einen Hauptvorteil der Wirbelschichtfeuerung gegenüber anderen Feuerungstechnologien wie etwa der Rost- oder Staubfeuerung darstellt. Die Wirbelbettmasse wirkt als ein beweglicher Wärmespeicher und gleicht Schwankungen im Brennstoffmix und Feuchte exzellent aus. Durch die Fluidisierung der Wirbelschicht mit der Verbrennungsluft entsteht eine Koppelung zwischen der Verbrennungschemie und der Strömungsführung. Eine Wirbelschichtanlage mit einer niedrigen Fluidisierungsgeschwindigkeit (Gasgeschwindigkeit), praktisch ohne Festsoffaustrag wird blasenbildende oder stationäre Wirbelschicht (BFB) genannt, und eine Wirbelschicht mit wesentlichem Feststoffaustrag und externer Feststoffrezirkulation wird zirkulierende Wirbelschicht (CFB) genannt. Generell weist die Wirbelschichtanlage hohe Wärmeübergangskoeffizenten auf. Die Anlagengröße kann gering gehalten und die Wärme effizient genutzt werden. Durch die gleichmäßigen und relativ niedrigen Feuerungstemperaturen (typisch 850 C) werden keine thermischen Stickoxide (NOx) gebildet. Das gebildete NOx entstammt dem Brennstoff und muss bei biogenen Brennstoffen mit erhöhten Stickstoffgehalten berücksichtigt werden. Seite 2 von 13

3 Durch die Zugabe von Kalk kann direkt in der Wirbelschichtfeuerung das SO2 eingebunden werden, dadurch ist eine externe Schwefelabscheidung nicht notwendig. 2 Stand der Technik 2.1 Einsatzbereiche der Wirbelschichttechnologien Neben der blasenbildenden, stationären Wirbelschichtfeuerung werden für größere Leistungsbereiche (typisch ab 100 MWth) Anlagen mit zirkulierender Wirbelschicht eingesetzt. Diese arbeiten mit höheren Gasgeschwindigkeiten und haben exzellente Wärmeund Stofftransporteigenschaften. Generell kann ein großer Brennstoffbereich abgedeckt werden (Bild 1). Die weltweite Leistungsgrenze bei ca MWth wird mit dem neuen Kraftwerk Lagisza in Polen erreicht werden (460 MWe). Die Inbetriebnahme ist Anfang 2009 geplant [1]. Aufgrund der fluidmechanischen Anforderungen wird ein im Mittel kleineres und schmäleres Korngrößenband (typisch bis 15 mm) als in der stationären Wirbelschichtfeuerung (typisch bis 40 mm) eingesetzt Heizwert MJ/kg Zirkulierende Wirbelschicht Stationäre Wirbelschicht Rostfeuerung Brennstoff Wärmeleistung MW(th) Bild 1 Vergleich der Wirbelschichttechnologien (Die Leistungsgrenze 1000 MWth wird voraussichtlich durch die weltweit größte zirkulierende Wirbelschichtanlage von PKE in Lagisza 2009 erreicht werden.) 2.2 Die eingesetzten Brennstoffe In Wirbelschichtfeuerungen wird eine weite Bandbreite an Brennstoffen eingesetzt, wie schon Bild 1 mit den Heizwerten veranschaulicht, und häufig als Brennstoffmix. Ein Überblick über einzelne Brennstoffe und deren Heizwerte ist in Tabelle 1 dargestellt. Typische Seite 3 von 13

4 Brennstoffe sind Rinde, Holzabfälle, Kohlen mit niedrigen Heizwerten, Behandlung von flüssigen Konzentraten und Schlämmen und auch Kunststoffe, Hausmüll und Klärschlamm. Brennstoff Heizwert (MJ/kg) trocken Feuchte (%) wie eingesetzt Buche Fichte Gräser Abfallholz Papier Rinde Klärschlamm Braunkohle Steinkohle Polyethylen (PE) 46 kaum Polypropylen (PP) 44 kaum Polystyrol (PS) (schlagfest) 40 kaum Polyamid (PA) 31 kaum Tabelle 1 Typische Heizwerte und Feuchtegehalte der Brennstoffe [2, 3, 4] Das Verwenden von gewissen Brennstoffen ist manchmal natürlich nicht problemlos. Es wird häufig zwischen einfachen und schwierigen Brennstoffe unterschieden, obwohl die durch die Bio- und Einsatzbrennstoffe mitgebrachten Probleme nicht identisch sind. Bild 2 gibt eine Anordnung der Brennstoffe hinsichtlich dieser mitgebrachten Probleme und auch ihrer Brennwerte. Die Preise und die umweltrelevanten Aspekte der fossilen Brennstoffe erfordern heutzutage die immer breitere Verwendung der schwierigen Brennstoffe, wobei die Wirbelschichttechnologie praktisch das beste Potenzial aufweisen kann. In den Bildern 3 und 4 erkennt man die regionalen Unterschiede im Einsatz von Biomasse. Besonders in den Skandinavischen Ländern und Europa wird Biomasse gerne eingesetzt. Im Vergleich zwischen der zirkulierenden und der stationären Wirbelschichttechnologie gibt es signifikante Unterschiede, die stationäre Wirbelschicht wird überwiegend mit Biomassen und Reststoffen beschickt. Für die absoluten Mengen sind die jeweiligen Skalierungen zu beachten. Seite 4 von 13

5 Bild 2 Verwendbare Brennstoffe bei Wirbelschichtfeuerungen. Rechts: Standardkessel; links: Sonderaufgaben beim Kesseldesign [5] MSW: Municipal Solid Waste / RDF: Residue Derived Fuel / PDF: Packaging Derived Fuel Regional differences in fuels for CFBCs ( ) 20 Capacity [GW th] Coal Coal mix. Biomass (incl.) Other 0 Asia Europe Scandi. S.Am erica USA Canada Region Bild 3 Regionale Unterschiede beim Einsatz von Biomasse in zirkulierenden Wirbelschichtfeuerungen [6]. Seite 5 von 13

6 Capacity [GW th] Regional differences in fuels for BFBCs ( ) Coal Coal mix. Biomass (incl.) Other 0 Asia Europe Scandi. S.America USA Canada Region Bild 4 Regionale Unterschiede beim Einsatz von Biomasse in stationären Wirbelschichtfeuerungen [6]. 2.3 Mitverbrennung Mitverbrennung ist die simultane Verbrennung von zwei oder mehreren Brennstoffen in derselben Anlage zur Herstellung von Energie. Üblicherweise werden Bio- oder Ersatzbrennstoffe mit Kohle mitverbrannt. Wirbelschichtfeuerungen sind auch in diesem Sinn vorteilhaft, denn sie haben keine Brenner, und sie sind für ihre Flexibilität gegenüber Brennstoffzusammensetzung und qualität bekannt. Die wichtigsten Effekte, die bei der Mitverbrennung wirken können, werden unten aufgezählt, wobei eine systematische Gruppierung anhand ihrer Vorteilhaftigkeit von den Nachteilen bis zu den Synergien verwendet wird Synergien Es gibt mehrere positive Effekte, die beim Mitverbrennen von Kohle und Biomasse einander verstärken, und so der Endeffekt mehr vorteilhaft wird, als die einfache Superpositionen der zwei Monoverbrennungen wäre. NOx-Emission. Abelha und a. [7] haben bei den Mitverbrennungen von unterschiedlichen Biomassen mit Kohle niedrigere NOx-Werte gemessen, als bei den Monoverbrenneungen derselben Brennstoffe. Die Ursache müsste eine bekannte DeNOx-Reaktion sein, die sich nach der Freisetzung von NH 3 aus der Biomasse mit dem NOx aus Kohle in der Gasphase abspielt. SO 2 -Emission. Wenn ein Biobrennstoff mehr Calcium enthält, als zum Einbinden des eigenen Schwefels notwendig wäre, ist das Mitverbrennen mit einer Kohle von hohem Schwefelgehalt vorteilhaft. Über einen solchen Fall berichten Szentannai u.a. [8], wo ausgefaulter Klärschlamm untersucht worden ist. Bei der Entwässerung des Klärschlamms wird in manchen Kläranlagen Ca-haltige Additive verwendet, was bei der Mitverbrennung Seite 6 von 13

7 dieses Schlammes mit einer Kohle von hohem Schwefelgehalt zum zweiten Mal gebraucht wird, was einen typischen Synergieeffekt bedeutet. Aluminium-Silikate die sich in der Asche von Klärschlamm häufig befinden entfernen eine bedeutende Menge von Alkali-Dämpfe, die verantwortlich für Ablagerungen auf Kesselrohre sind Vorteile Effekte, die die Biobrennstoffe (entsprechend ihrem Anteil) mitbringen: Besserer Ausbrand. Abelha u. a. [7] und Szentannai u. a. [8] berichten Kohlenstoff- Konventierungsraten bei verschiedenen Biomassen über 99%, öfters sogar über 99,5% Neutrale Eigenschaften Effekte, die bei der Betriebsführung berücksichtigt werden müssen, verursachen aber danach keine bedeutenden negativen Wirkungen. Höherer Flüchtigenanteil. Bei den Verbrennungseinstellungen werden zu berücksichtigen (Temperaturregelung, Luftverteilung) Nachteile Effekte, die die Biobrennstoffe (entsprechend ihrem Anteil) mitbringen: Na, K Fähigkeit zur Agglomeration Cl Korrosion (HCl) Hohe Feuchtigkeit weniger Energie 2.4 Brennstoffaufbereitung und Transport Partikelgröße und Transportfähigkeit sind ein wichtiges Thema bei der Einbringung von verschiedenen Brennstoffen. Zu sperriges Gut kann zu Problemen in der Brennstoffförderung führen. Brückenbildungen in den Förderorganen sind möglich. Die Einbringung und die Fluidisierung müssen gewährleistet sein. Bild 5 zeigt als Beispiel eine komplexe Brennstoffaufbereitung. Bild 5 Brennstoffaufbereitung Schwedisches Konzept [9] Seite 7 von 13

8 Trocknen ist ein sehr wichtiger Teil der Brennstoffaufbereitung in vielen Fällen der Biobrennstoffe, besonders bei Schlämmen. Bild 6 zeigt dieses Verfahren (dicke Linie) am Beispiel einer Brennstoffpflanze die beim Ernten einen Wassergehalt von 43% aufgewiesen hat. In manchen Fällen spielt sich die Trocknung spontan ab (z.b. auf dem Lagerungsfeld des Kraftwerks), meistens werden jedoch Trocknungsanlagen verwendet. Der bedeutende Energieverbrauch solcher Anlagen muss natürlich auch berücksichtigt werden, wobei die solaren Trocknungsanlagen natürlich die besten Effizienzen aufweisen können jedoch nach ziemlich großen Investitionskosten. Sowohl die spontane als auch die künstliche Trocknung des Brennstoffs erhöht natürlich seinen Heizwert. Neben diesem positiven Effekt es ist nicht zu vergessen, dass dieser gleichzeitig die Gesamtmasse des Brennstoffs reduziert, was die dünne Linie auf Bild 6 darstellt. 16 Heizwert, MJ/kg % 20% 25% 30% 35% 40% 45% Feuchte, kg/kg Bild 6 Effekt der Trocknung am Beispiel einer Energiepflanze Dicke Linie: Heizwert als Funktion des Wassergehalts (beziehend auf die aktuelle Brennstoffmasse) / Dünne Linie: Heizwert als Funktion des Wassergehalts beziehend auf die ursprüngliche Brennstoffmasse 2.5 Wirbelschichtanlagen in Österreich In Tabelle 2 wird der aktuelle Stand der Wirbelschichtfeuerungsanlagen in Österreich mit den wichtigsten Merkmalen gezeigt. Wirbelschichttechnologie wird in Österreich vor allem zur dezentralen Wärme- und Stromerzeugung eingesetzt. Ziel ist die thermische Nutzung von Reststoffen vor allem aus gewerblichen Produktionsprozessen, wie der Papier- und Zellstoffindustrie. Die Brennstoffe variieren in einem weiten Bereich und werden oft als Brennstoffmix eingesetzt. Typische Brennstoffe sind Rinde, Holzabfälle, Kohlen mit niedrigen Heizwerten, Behandlung von flüssigen Konzentraten und Schlämmen und seit kurzem auch Kunststoffe, Hausmüll und Klärschlamm. Die Leistungsbereiche liegen typischer Weise zwischen 14 bis 133 MWth (Feuerungen) und 8 bis 10 MWth (Gaserzeugung). Seite 8 von 13

9 Ort Jahr Typ Wärmeleis tung Brennstoffe Gratkorn 1981 CFBC 25 MW Rinde, Schlamm, Biogas, Erdgas Gratkorn 1986 CFBC 133 MW Kohle, Schlamm, Biogas, Erdgas Bruck a.d. Mur 1984 BFBC 15 MW Rinde, Kohle, Schlamm, Biogas, Erdg. Zeltweg* 1998 CFBG 10 MW Holz Niklasdorf 2004 BFBC 40 MW MSW, Industrieabfall, Holzabfälle, Klärschlamm Lenzing 1987 CFBC 108 MW Rinde, Kohle, Schlamm, Altholz, Öle Lenzing 1998 CFBC 110 MW Kunststoff, Abfall, Schlamm, Altholz Ebensee 1987 CFBC 43 MW Kohle, Holzabfälle Steyrermuehl 1994 CFBC 48 MW Rinde, Holz, Altholz, Schlamm Timelkam 2006 FBC 49 MW Holz, Altholz, Rinde, Sägemehl Hallein 2006 BFBC 30 MW Holzhackschnitzel St. Gertraud im Lavanttal 1984 CFBC 61 MW Rinde, Kohle, Klärschlamm, Schweröl St.Veit a.d. Glan 1990 FICFBC 33 MW Arnoldstein 2000 FBC 8 MW Rinde, Schlamm, Sägemehl, Holzabfälle, Kunststoff Öle, Emulsionen, Holzabfälle, Schlamm, Kunststoff Pitten 1984 BFBC 65 MW Kohle, Biogas, Klärschlamm Bad Vöslau 2003 BFBC 1 MW Klärschlamm Wien 1992 FBC 3 x 25 MW Klärschlamm Wien 2003 RFBC 40 MW Hausmüll, Klärschlamm Wien-Simmering 2006 CFBC 66 MW Waldrestholz Heiligenkreuz 2006 BFBC 43 MW Waldrestholz Güssing 2001 FICFB 8 MW Holzhackschnitzel, Holzabfälle Oberwart 2008 FICFB 10 MW Holzhackschnitzel BFBC bubbling fluidized bed combustor CFBC circulating fluidized bed combustor FICFBC fast internal circulating fluidized bed combustor CFBG circulating fluidized bed gasifier DFBG dual fluidized bed gasifier RFBC rotating fluidized bed combustor *) Nicht in Betrieb Tabelle 2 Industrielle Wirbelschichtfeuerungen in Österreich [10] 2.6 Wirbelschichtanlagen in Ungarn Der Anteil des Erdgasverbrauchs im Gesamtenergieverbrauch in Ungarn beträgt 40 45%, was der zweitgrößte Wert in der EU ist. Diese Zahl, und auch die aktuellen Ereignisse um die Gaslieferungen bestätigen, dass die Entwicklung der erneuerbaren Energieproduktionen heutzutage in diesem Land eine besondere Bedeutung hat. Seite 9 von 13

10 Weitere Fakten der ungarischen Energiesituation sind, die diese Aussage weiter verstärken, dass die überwiegende Mehrheit der Wohnhäusern mittels Erdgas beheizt werden (mehr als 90% der Ortschaften sind mit Gasleitungen ausgestattet), und die inländische Erdgasproduktion in den letzten 20 Jahren mehr als 50% zurückgefallen ist. Der Anteil der erneuerbaren Energiequellen in der Elektrizitätsproduktion ist etwas unter 5%, was hauptsächlich (in mehr als drei Viertel) mittels der industriellen Verbrennung von Brennholz abgedeckt wird. Alle ungarischen Wirbelschichtanlagen werden heute zur Stromerzeugung eingesetzt, und diese Anlagen liefern einen wesentlichen Beitrag zur erneuerbaren Elektrizitätsproduktion. Die Karte auf Bild 7 zeigt alle ungarischen Kraftwerke, die eine oder mehrere Wirbelschichtanlagen betreiben. Bild 7 Wirbelschichtanlagen in Ungarn In den Kraftwerken Kazincbarcika, Ajka ond Oroszlány werden mehrere Wirbelschichtanlagen von ähnlicher Bauart betrieben. Diese Anlagen sind durch der ungarischen Firma VEIKI aus alten Kesseln umgebaut worden, wo die sog. Hybrid-Fluid-Technologie verwendet worden ist. Das wichtigste Merkmal dieser BFB-Technologie eine durch sektoriellen Primärlufteinführung verstärkte interne Feststoffrezirkulation ist. Im Kraftwerk Pécs befindet sich auch eine stationäre Wirbelschichtanlage, die aber durch der finnischen Firme Kwaerner Power geliefert worden ist. Geplant ist auf zwei Standorten neue Wirbelschichtanlagen zu bauen, in Kazincbarcika (im bestehenden Kraftwerk) und in Dunaújváros (an der Donau). 3 Das Wirbelschichtnetzwerk: iea-fbc.net Der Anspruch an die thermische Verwertung von schwierigen Brennstoffen (wie Biomasse, Müll, Reststoffe) erhöht heutzutage die Notwendigkeit einer guten Vernetzung des Wissens, das in den meisten Fällen in Form von Betriebserfahrungen im Bereich der Wirbelschichttechnologie vorhanden ist. Zu diesem Zweck wurde ein innovatives Netzwerk (iea-fbc.net) aufgebaut, das durch das österreichische Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Seite 10 von 13

11 Technologie (BMVIT) und der Internationalen Energieagentur (IEA) gefördert und unterstützt wird. Neben den technischen Erfahrungen bilden gelöste und die Analyse offener Fragestellungen thematische Schwerpunkte des Netzwerkes, die eine gute Grundlage bilden, um die Forschung auf diese Bereiche zu fokussieren. Weitere Information finden Sie im Internet unter und In diesem Rahmen werden auch spezielle Anwendertreffen der Wirbelschichttechnologie durchgeführt. 4 Aktuelle Entwicklungen Eine zukünftige Entwicklung stellt die verstärkte Nutzung von Klärschlamm in Wirbelschichtfeuerungen dar. Einerseits wird der Klärschlamm in großen Kohlestaubfeuerungen [Werther 2004] und in großen Wirbelschichtfeuerungen [11] (Bild 8) mitverbrannt, andererseits in kleineren Wirbelschichtfeuerungen alleine oder zusammen mit Hausmüll (Fernwärme Wien). Zirkulierende Wirbelschicht Dampfdaten: 77.8 kg/s 510 º C 90 bar Braunkohle Klärschlamm Kohleschlamm Altholz RDF Bild 8 Mitverbrennung von Klärschlamm und Abfällen in einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung [11]. Kleinere Wirbelschichtfeuerungen mit dem Brennstoff Holz wurden in Österreich geplant, errichtet und in Betrieb genommen, wie zum Beispiel in Hallein. Diese hat eine thermische Leistung von ca. 30 MW. Weitere Wirbelschichtfeuerungen sind Heiligenkreuz (45 MW) und Timelkam (45 MW) [12]. In Finnland geht man in Richtung große Wirbelschichtfeuerungen mit Holz und Biomasse als Hauptbrennstoff. So findet man in Alholma die weltgrößte Wirbelschichtfeuerung auf Biomasse Basis (550 MW) [13]. Brennstoffe sind Holzabfälle, Sägespäne, Rinde, Torf, Kohle und Öl. Ein aktueller Trend ist auch die verstärkte Nutzung von Hausmüll neben Biomasseabfällen in Wirbelschichtfeuerungen. So werden in Österreich und Deutschland solche Anlagen Seite 11 von 13

12 betrieben. Als Beispiele zu nennen sind: Fernwärme Wien (40 MW), Niklasdorf (40 MW), Neumünster (75 MW). Ein weiterer Ausblick für den zukünftigen Einsatz von Wirbelschichtanlagen stellt die Gaserzeugung dar. So ist die Gaserzeugungsanlage in Güssing (8 MW) auf der Basis einer dualen Wirbelschicht. Weitere Anlagen sind in Planung und Bau wie zum Beispiel die Anlage Oberwart (9,6 MW). Hauptgründe für den Einsatz der Wirbelschichttechnik sind die effiziente Nutzung interner Produktionsrückstande, vor allem durch einen Brennstoffmix zur Wärme und Stromgewinnung, die Reduktion von Deponieabfällen aufgrund des Abfallwirtschaftsgesetzes, der Einsatz erneuerbarer Energieträger, wodurch eine CO2-Reduktion erfolgt, sowie eine Nutzung der Förderungen. Die Wirbelschichttechnik liefert einen wesentlichen Beitrag zur Einsparung von CO 2. 5 Zusammenfassung Wirbelschichtanlagen besitzen den Vorteil einer ausgezeichneten Durchmischung, einen exzellente Wärmetransport und verbrennen effizient und schadstoffarm. Aufgrund der Speichermasse des Bettmaterials können auch Brennstoffe mit niedrigem Heizwert und hohen Feuchtegehalten eingesetzt werden. Limitierungen entstehen vor allem durch das Kornband und die Gewährleistung der Fluidisierbarkeit. Im Vergleich des Einsatzes von Biomasse gibt es signifikante Unterschiede zwischen der zirkulierenden und der stationären Wirbelschichttechnologie, die stationäre Wirbelschicht wird überwiegend mit Biomassen und Reststoffen beschickt bei der zirkulierenden Wirbelschicht (im größerem Leistungsbereich (> 300 MW) ist üblicherweise der Basisbrennstoff Kohle. Biomasse und Reststoffe werden zumeist zugefeuert. Stand der Technik ist bereits der Einsatz eines breiten Brennstoffmixes (vor allem Holzabfälle, Rinde, Schlämme, Kohle aber auch andere Abfälle und sortierten Hausmüll) sowohl in relativ kleinen (< 50 MW) als auch in großen Wirbelschichtfeuerungen (zumeist zirkulierende Wirbelschichtfeuerungen). Zukünftige Entwicklungen stellen eine vermehrte Nutzung von Klärschlamm, kleinere Wirbelschichtfeuerungen (< 50 MW) mit Holz als Basisbrennstoff, aber auch große Anlagen (> 100 MW) dar, sowie der Einsatz von Hausmüll und die Gaserzeugung. Eine sehr wichtige Richtung der Entwicklungen stellt das Kraftwerk Lagisza (PL) dar, wo die erste überkritische und gleichzeitig die weltgrößte CFBC-Anlage auf Kohlebasis gebaut wird. Die Wirbelschichttechnologie liefert einen wesentlichen Beitrag zur Einsparung von CO 2. Die Autoren danken für die Unterstützung dem österreichischen Bundesministerium für Verkehr, Innovation und Technologie! Seite 12 von 13

13 6 Referenzen [1] PKE (2008): Internetseite: (in Polnischer Sprache) [2] Winter, F.; Wartha, C.; Hofbauer, H.: A NO/N 2 O - Classification System of Single Fuel Particles, Proc. of 4th International Conference on Developments in Thermochemical Biomass Conversion, May, 1996, Banff, Canada, Vol. 2, pp [3] Biobib-Datenbank 2008: [4] VdS Schadenverhütung GmbH, 2000, Köln, Deutschland ( ). [5] Hämäläinen, J.: Experiences on multifuel operation and cofiring of biomass with other fuels. Bioenergy 2005, Nordic Bioenergy Conference, October Radisson SAS, Royal Garden Hotel, Trondheim, Norway // Fluidized bed combustion in praxis. In: IV international Slovak biomass forum. Bratislava [6] Hupa, M., Coda Zebetta, E.: Current State of the Technology in Fluidized Bed Combustion, 50. Meeting der Internationalen Energieagentur Wirbelschichttechnologie (IEA-FBC), May 21-22, 2005, Toronto, Kanada ( ). [7] Abelha, P.; Gulyurtlu, I.; Crujeira, T.; Cabrita, I.: Co-combustion of several biomass materials with a bituminous coal in a circulating fluidised bed combustor. In: Circulating Fluidized Bed Technology IX. 9 th International Conference on Circulating Fluidized Beds. May 13-16, 2008 Hamburg, Germany. ISBN pp [8] Szentannai, P.; Boross, L.: Digestate and FBC are a Harmonious Couple. In: 19th FBC Conference, May Vienna, Austria. Oral presentation. Paper No. 20, p. 10. ISBN [9] Andersson, B.-A.: Waste Combustion in Fluidized Bed Boilers, IEA Workshop on Future Challenges for Waste Combustion and Co-combustion in FBC (Eds. Prof. F. Winter, Prof. W. Novak), 24. Mai 2004, Wien, [10] Werther, J.: Waste Management in Germany Some Current Trends, IEA Workshop on Future Challenges for Waste Combustion and Co-combustion in FBC (Eds. Prof. F. Winter, Prof. W. Novak), 24. Mai 2004, Wien. [11] Peltola, K.: RDF Lignite Co-combustion in a CFB Boiler, IEA Workshop on Future Challenges for Waste Combustion and Co-combustion in FBC (Eds. Prof. F. Winter, Prof. W. Novak), 24. Mai 2004, Wien, [12] Winter, F.: Wirbelschichttechnologie zur Dezentralen Energiegewinnung in Österreich, 14. Deutsche Vereinigung für Verbrennungsforschung (DVV) Kolloquium (Ed. Prof. F. Winter), November 2004, Wien. [13] Jaud, P.; Winter, F.; Hupa, M.: End of Term Report IEA - FBC, Internationale Energieagentur (IEA), 2004, Paris. Seite 13 von 13