Schwachstellenanalyse an BHKW-Vergaseranlagen

[parcus]

KURZFASSUNG:
 
Der Einsatz von Biomasse zur Nutzwärmebereitstellung und damit zur Verdrängung von
fossilen Brennstoffen aus diesem Sektor  ist von hohem energievolkswirtschaftlichem
Wert. Dieser kann durch die gekoppelte Stromerzeugung noch gesteigert werden. Eine
der möglichen Technologien, um Biomasse  für die gekoppelte Wärme- und Stromerzeu-
gung (KWK) zu nutzen, ist die thermochemische Vergasung mit anschließender Nutzung
des Produktgases im Verbrennungsmotor (Vergaser-BHKW-Anlagen). Es besteht die
Notwendigkeit, dass mindestens eine KWK-Technologie für trockene Biomasse für
Anlagengrößen unter 500 kWel installierte elektrische Leistung möglichst schnell
Marktreife und damit Verbreitung in der  Fläche erreicht. Die Voraussetzungen dafür
haben sich für die Vergaser-BHKW-Technologie in den letzten drei Jahren stark
verbessert.
 
Im Rahmen des hier vorgestellten Projektes wurden Anlagen untersucht, die Benutzungs-
dauern von 4000 Stunden und mehr aufzuweisen haben. Es wurden vierundzwanzig-
stündige messtechnische Vor-Ort-Untersuchungen an mehreren kommerziell betriebenen
Anlagen zur Analyse aller In- und Outputs sowie wichtiger anlageninterner Größen durch-
geführt. Auf der Basis der gewonnenen Daten erfolgte eine Bilanzierung. Die wirtschaft-
liche Machbarkeit der Technologie wurde durch positive Einzelfälle bestätigt. Das
wirkliche Erreichen wirtschaftlicher Betriebsweise ist dann möglich, wenn - um die zwei
wichtigsten in der Praxis auftretenden Problempunkte vorwegzunehmen - bisher
unentgeltliche Ingenieur- und Technikerleistungen der Betreiber ihre Vergegenständ-
lichung in der Anlagentechnik finden werden und wenn mindestens 60 bis 80 % der
zugeführten Brennstoffenergie einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt werden, sei es
als Wärme oder als elektrische Energie.
 
Wichtige Einzelergebnisse sind:
•  Bei der Analyse der Anlagen haben sich  elektrische Brutto-Wirkungsgrade der
Gesamtanlage von 20 % als sicher erreichbar herausgestellt. Dies ist niedriger als
erwartet, stellt aber nicht von sich  aus ein Problem dar, da als entscheidende
Größe der Brennstoffnutzungsgrad betrachtet werden muss.
•  Die Einhaltung der Obergrenzen für die  lokalen Schadstoffemissionen ist möglich
und zwingend notwendig, erfordert aber  gezielte technische und damit wirt-
schaftlich wirksame Maßnahmen.
•  Die Anlagen arbeiten nicht ohne Beaufsichtigung. Es ist sogar zu konstatieren,
dass die Funktionstüchtigkeit in allen Fällen vom Können und Engagement des
Betreibers abhängt. Es handelt sich um Pilotanlagen in privater Hand.
•  Es wird zu wenig beachtet, dass ein Vergaser-BHKW als Gesamtanlage entwor-
fen, geplant, errichtet und in Betrieb genommen werden muss. Dies beinhaltet
Brennstofflogistik, Brennstoffkonditionierung, Vergasung, Gasreinigung, Reststoff-
handhabung, motorische Nutzung, Wärmenutzung inkl. Pufferung und Emissions-
minderung.
•  Der großen Bedeutung einer messtechnisch basierten Problemanalyse wird noch
zu wenig entsprochen. Ursache ist der Mangel an Fachpersonal und finanzieller
Ausstattung.
 
Zum Berichtzeitpunkt kann echte Marktreife - vergleichbar mit KWK-Anlagen auf fossiler
Basis - nicht konstatiert werden. An der Entwicklung der Technologie wird seitens der
Hersteller und Betreiber einerseits in großer Breite, andererseits sehr unkoordiniert
gearbeitet. 
 
Die noch immer vermisste Marktreife ist nicht auf Mangel an innovativen Konzepten,
sondern auf fehlende systematische Ingenieurarbeit zurückzuführen. Hauptangriffspunkte
sind das Zusammenwirken der Komponenten unter den realen Bedingungen
schwankender Brennstoffqualität. Abhilfe kann nicht nur adäquate Regelungs- und Auto-
matisierungstechnik, sondern vor allem  die Anwendung des in den Ingenieurwissen-
schaften vorhandenen reichhaltigen energieverfahrenstechnischen Erfahrungsschatzes
bringen.

Schwachstellenanalyse an BHKW-Vergaseranlagen (pdf, 2,5 MB)

Quelle: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.