Modell Güssing » Ressourcen und Technologien

Ressourcen und Technologieangebote im ökoEnergieland

In Ergänzung zur stärksten Energiequelle, die es gibt - der Sonne -, wird Biomasse in einem zukünftigen auf Nachhaltigkeit beruhenden Energiesystem eine besondere Rolle einnehmen.

Aufgrund der chemischen Verwandtschaft von Biomasse zu den heute etablierten Energieträgern (Erdöl, Erdgas und Kohle) können aus Biomasse grundsätzlich die gleichen Produkte hergestellt werden, wie es bei den fossilen Energieträgern der Fall ist. Anstelle der heutigen Erdöl-, Erdgas- und Kohlechemie wird künftig eine Biomassechemie treten. Im ökoEnergieland wird aus diesem Grund Wert darauf gelegt, an den Grundlagen einer derartigen „sanften“ Umstellung unseres Energiesystems zu forschen und umzusetzen. In vielen Regionen fallen eine Fülle von biogenen Roh- und Reststoffen in unterschiedlicher Menge und Qualität an. Diese zumeist energiereichen Stoffe könnten zur Energiebereitstellung genutzt werden, wenn geeignete Technologien entwickelt und angewendet werden.

Wirbelschichtdampfvergasung (Thermische Vergasung)

Galerie Im Biomasse Kraftwerk Güssing wurde erstmals ein neuer Kraftwerkstyp realisiert, um auch in kleinen dezentralen Kraftwerken die Stromerzeugung aus Biomasse zu ermöglichen. Durch die Verwendung von Wasserdampf an Stelle von Luft als Vergasungsmedium entsteht ein stickstofffreies, teerarmes Produktgas mit hohem Heizwert. Ein Teil des verbleibenden Kokses wird über das umlaufende Bettmaterial (Sand), das als Wärmeträger agiert, in den Verbrennungsteil zum Verbrennen transportiert. Die dabei an das Bettmaterial abgeführte Wärme wird zur Aufrechterhaltung der Vergasungsreaktionen benötigt. Das Rauchgas wird getrennt abgeleitet, wobei die enthaltene Wärme zur Auskoppelung von Fernwärme genutzt wird.

Gaskühlung und Gasreinigung
Für die Funktion des nachgeschalteten Gasmotors muss das Produktgas gekühlt und gereinigt werden. Natürlich wird die bei der Kühlung abfallende Wärme wiederum zur Fernwärmeerzeugung genutzt. Danach wird das Gas in einem Gewebefilter entstaubt. Der anschließend installierte Wäscher reduziert die Anteile an Teer, Ammoniak und sauren Gasbestandteilen. Durch das spezielle Verfahren ist es möglich, alle Reststoffe in den Prozess zurückzuführen, wodurch bei der Gasreinigung weder Abfälle noch Abwässer anfallen.

Gasmotor
Der Gasmotor wandelt die chemische Energie des Produktgases in elektrische um. Darüber hinaus wird die Abwärme des Motors ebenfalls zur Erzeugung von Fernwärme herangezogen. Dadurch lassen sich bei der Biomassenutzung bisher unerreichte Wirkungsgrade erzielen. Der elektrische Wirkungsgrad liegt bei 25-28%, der Gesamtwirkungsgrad (Strom u. Wärme) sogar bei über 85%.

Ein Holzgas für alle Fälle
Die günstigen Eigenschaften des im Biomassekraftwerk gewonnenen Produktgases machen weitere mögliche Anwendungen interessant. Forschungsprogramme zur Erzeugung von synthetischem Erdgas und synthetischen Treibstoffen oder Wasserstoff für Brennstoffzellen laufen bereits.

Rostfeuerung (Verbrennung)

Galerie Biomasse für das Fernheizwerk Güssing wird ausschließlich von lokalen und regionalen Waldbesitzern gekauft. Durch die kontrollierte Verbrennung von Biomasse mit Abgasreinigung weist das Biomasse-Fernheizwerk Güssing gegenüber einer Vielzahl von bestehenden Einzelheizanlagen nur einen Bruchteil an Emissionen auf.

Von nur einer Heizzentrale aus werden die angeschlossenen Objekte wie Einfamilienhäuser, Betriebe, Schulen usw. mit Wärme versorgt. Durch das Verbrennen von Biomasse wird Wasser im Heizkessel der Zentrale erwärmt, das danach durch gut isolierte Leitungen zum Abnehmer gelangt.

Über Wärmetauscher wird die benötigte Wärme in das Hauszentralheizungssystem übernommen. Das abgekühlte Wasser gelangt über Rücklaufleitungen wieder zurück zum Heizwerk. Vom Biomasse-Fernheizwerk aus werden Wärmeerzeugung, Verteilung, Abgabe und Verbrauch elektronisch geregelt und überwacht. Die ausgereifte Technik sorgt für optimalen Heizbetrieb, minimiert Personalaufwand und hilft Kosten sparen. Neben vielen Vorteilen für die Abnehmer erfüllt das Biomasse-Fernheizwerk Güssing eine große Vorbildwirkung für die gesamte Region.

Biogas (Biologische Vergasung)

Galerie Grünschnittsilage wird in einem beheizten Fermenter durchmischt. Dieses Substratgemisch wird durch Mikrobakterien vergoren und in Biogas umgewandelt. Aus dem Vorratspeicher wird das Biogas in einem BHKW in elektrische und thermische Energie umgewandelt.

Substratbereitung
Das Inputsubstrat (Gras- und Maissilage etc.) wird verdichtet, in den Fahrsilos gelagert und abgedeckt. Dies reduziert Energieverluste und Emissionen auf ein Minimum. Die für die Verdünnung des Substrats erforderliche Flüssigkeit (Wasser, Oberflächenwasser aus den Fahrsilos und des Anlagenareals) wird in einer Vorgrube gespeichert und kontinuierlich in den Hauptfermenter gepumpt.

Zur Dosierung der Gras- und Maissilage in den Hauptfermenter wird ein Einbringungssystem bestehend aus Vorlagebunker und Feststoffeintragsschnecken verwendet. Automatische Fördereinrichtungen transportieren die Feststoffe anschließend in den Hauptfermenter.

Biogasumwandlung
Die Vergärung findet in Stahlbeton - Rundbehältern (Hauptfermenter, Nachfermenter mit Gashaube zur Gasspeicherung) statt. Ausreichende Wärmedämmung und ein integriertes Heizsystem gewährleisten neben automatischer Beschickung und Homogenisierung optimale Bedingungen für die Biogasgewinnung aus dem eingebrachten Gärsubstrat.

Gasverwertung
Das gereinigte Biogas wird in zwei Blockheizkraftwerken mit einer elektrischen Leistung von 500 kW und einer thermischen Leistung von 535 kW in elektrische und thermische Energie umgewandelt. Ein BHKW wird kontinuierlich zur Verwertung des Biogases verwendet, während der zweite Motor ständig betriebsbereit gehalten wird. Die Biogasanlage kann somit das gesamte Jahr ohne Verluste betrieben werden. Die Abwärme wird in das Fernwärmenetz eingespeist.

Rostfeuerung zur Dampferzeugung (Verbrennung)

Galerie Bei der Kraft-Wärme-Kopplungsanlage auf Basis von Biomasse wird das Verfahren eines konventionellen Dampfkraftwerkes angewendet. Für die überwiegende Zahl der thermischen Dampfkraftwerke stellt der Clausius-Rankine Prozess den idealisierten Vergleichsprozess für ein Arbeitsmittel mit zweimaligem Phasenwechsel von flüssig nach dampfförmig im Dampferzeuger und von dampfförmig nach flüssig im Kondensator dar. Der Dampf wird auf möglichst hohe Turbineneintrittstemperaturen überhitzt. Die Verflüssigung des Dampfes im Kondensator erfolgt bei niedrigeren Temperaturen.

Im gegenständlichen Projekt ist die Kraft-Wärme-Kopplungsanlage mit Dampfprozess und Entnahme-Kondensationsturbine ausgeführt. Mit Hilfe einer Einblasfeuerung werden etwa 1.800 kg/h Sägespäne und Schleifstaub aus der Parkettindustrie mit einem sehr geringen Wassergehalt von etwa 10 % verbrannt. In einem Rauchrohrkessel werden 9.600 kg/h Frischdampf mit einem Druck von 28 bar_a und einer Temperatur von 435 °C erzeugt. In der Turbine wird der Dampf abgearbeitet, der über ein Getriebe an die Turbinenwelle gekoppelte Generator besitzt eine maximale Klemmenleistung von etwa 1.700 kW_el. Bei Bedarf kann ein Teil des Dampfes aus der Turbine ausgekoppelt und zur Generierung von Fernwärme verwendet werden, wobei jedoch die Generatorleistung geringer wird.