Zukunft der Biogaserzeugung

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1 Biomassehof Borlinghausen 12.Juli 2016 Chancen der ORC-Technik Klaus-Peter Priebe 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 1

2 Nutzung von: Abgaswärme Abgas- und Motorwärme Solarwärme Industrielle Abwärme Sonstige Wärmequellen 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 2

3 Durch den Einsatz einer ein- bzw. zweistufigen ORC- Anlage kann der Eigenstrombedarf deutlich gesenkt bzw. bei Einsatz einer geeigneten Anlagensteuerung bzw. eines Batteriepuffers fast vollständig kompensiert werden. 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 3

4 Die ORC-Technologie bietet die Möglichkeit ungenutzte Abgas- und Motorwärme zusätzlich zu verstromen, dennoch Nutzwärme bereitzustellen und ggf. Kälte zu erzeugen. Mehrere Variationen sind denkbar: - Verstromung der Abgaswärme mit etwa 10 % mehr der elektrischen Leistung des Biogasmotors und Bereitstellung von Nutzwärme bei 80 C mit einer einstufigen ORC-Anlage - Verstromung der Abgas- und Motorwärme mit bis zu 15 % mehr der elektrischen Leistung des Biogasmotors und Bereitstellung von Niedertemperaturnutzwärme bei etwa 40 C mit einer zweistufigen ORC-Anlage - Verstromung der Abgas- und Motorwärme mit 12,0 % bis zu 15,0 % mehr der elektrischen Leistung des Biogasmotors und Bereitstellung von Nutzwärme zwischen 75 C und etwa 40 C mit einer zweistufigen ORC-Anlage im variablen Lastbetrieb Das ZIMORC-Projekt wird die Variationsmöglichkeiten im Pilotbetrieb erproben und optimieren. 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 4

5 Ein Beispiel: der Jenbacher 312 G leistet - ca. 520 kw elektrisch - ca. 600 kw thermisch oder - ca. 580 kw elektrisch und - ca. 500 kw thermisch indem nur die Abgaswärme noch einmal verstromt wird 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 5

6 Wer bietet ORC-Anlagen an?? Zwei Beispiele Dürr-Cyplan Nutzung der Abgaswärme z.b. 359 kw ergeben ca. 58 kw elektrisch netto Netz und ca. 280 kw thermisch > 80 C Orkan Nutzung der Abgaswärme z.b. 359 kw ergeben ca. 25 kw elektrisch netto Netz und Auskoppelung von Niedertemperaturwärme Wir ZIMORC - suchen Projektpartner für weitere Beispielprojekte auf dem Weg zur Serie 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 6

7 Aufbau einer ORC-Anlage Abgasstrom Jenbacher Turbine 3 2 Abgas-WÜ Verdampfer 4 Pumpe WKL 1 Vorwärmer Kondensator Rückkühler Turbinenkreislauf 1 0 Pumpe Pumpe KKL Abgaswärmekreislauf Kühlkreislauf Konservativer Aufbau für grosse ORC-Anlagen Schlanker Aufbau für kleinere ein- oder zweistufige ORC-Anlagen bis 150 kwel 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 7

8 Zweistufiger Aufbau für den variablen Lastbetrieb Strom und Wärme Modul 4 Verflüssiger Modul 3 NT-TUGEN Modul 2 HT-TUGEN Modul 1 Direktverdampfer Modul 1 Gebauter und erprobter Direktverdampfer 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 8

9 Rechtlicher und fördertechnischer Rahmen für die Nachrüstung einer Biogasanlage mit ORC-Technik EEG 2009, 2012, 2014 und 2016 KWKG 2009, 2012 und 2016 BMWi Energetische Biomassenutzung BMUB - Umweltinnovationsprogramm Progress NRW Demovorhaben Markteinführung KfW Effizienzprogramm Die Förderungen reichen von Zinssubventionen bis zum Tilgungsverzicht. 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 9

10 TG zweistufig 75 kw Beispiel Motor mit 520 kwel Wirtschaftlichkeitberechnung Investition ORC-Anlage 1. Hochtemperaturstufe ORC-Anlage 2. Niedertemperaturstufe Anschlussrohrleitungen Schornstein Stand- und Wegeflächen Stromanschluss/Leitwarte Genehmigungen Projektberatung/-leitung Gesamtinvestition davon Fremdkapital 75% davon Eigenkapital 25% Annuität auf FK, AfA 15 Jahre mit 4% p.a Wartung und Instandhaltung 4% p.a Versicherung 1% des Invests p.a Aufwand p.a Elektrische Leistung netto kw 75,19 Stunden p.a. h/a 8200 Ertrag mit 0,175 /kwh Überschuss p.a Pay back ohne Überschussentnahme a 4,94 Bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung einer ORC-Anlage sollten die FK- und EK- Renditen sowie die Payback- Perioden ohne Überschussentnahme betrachtet werden. Entscheidend wird aber auch sein wie der zusätzliche Effizienzstrom vergütet werden wird, per Verkauf oder als Ersatz für den Bezugsstrom der Biogasanlage. 2016, July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 10

11 Wir bedanken uns für Ihre Aufmerksamkeit und stehen natürlich gerne weiterhin für Fragen zur Verfügung FH Dortmund Prof. Dr. Carsten Wolff Emil-Figge-Str Dortmund Tel.: 0231/ FKZ: KF ST4 Universität Paderborn Prof. Dr. Jadran Vrabec Pohlweg Paderborn Tel.: 05251/ FKZ: KF ST4 Bauleitung Klaus-Peter Priebe Otto-Hahn-Str Dortmund Tel.: 0231/ Mobil: , July 10th AIF ZIMORC-Public-Private-Partnership for Efficient renewable energy 11