Neue Holzvergasungsanlage in der Bioenergieregion Achental
Die Bioenergieregion Achental, im südlichen Chiemgau gelegen, hat sich zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2020 die Energienachfrage vollständig aus regionalen, regenerativen Quellen zu decken. In Vorbereitung der Errichtung einer Holzvergasungsanlage auf dem Gelände des Biomassehofs Achental fertigt das ATZ Entwicklungszentrum in Zusammenarbeit mit der Biomassehof Achental GmbH & Co. KG und der Fa. agnion Technologies GmbH im Rahmen des BMU-Förderprogramms zur „Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ eine Machbarkeitsstudie an. In dieser wird die Umsetzungsfähigkeit der Vergasungsanlage untersucht, mit deren Hilfe Strom erzeugt und die in Kraft-Wärme-Kopplung anfallende Wärme in das vorhandene Fernwärmenetz eingespeist wird. Des Weiteren soll mit der geplanten Demonstrationsanlage der Marktdurchbruch bei Holzvergasungsanlagen forciert werden.
In der vom ATZ Entwicklungszentrum betreuten Studie wurde eine gesicherte Datenbasis zu den standortspezifischen Rahmenbedingungen sowie zu den technischen und wirtschaftlichen Projektparametern erhoben, um anschließend konkrete Handlungsempfehlungen für die Umsetzung der Holzhackschnitzel-Vergasungsanlage für die Bioenergieregion Achental zu geben.
Technologische Konzeption und Wirtschaftlichkeit
Im Ergebnis einer vorab durchgeführten Recherche zu einsetzbaren Vergasungstechnologien favorisierten die Achentalgemeinden die Vergasungstechnik mit dem an der Technischen Universität München entwickelten Heatpipe-Reformer. Dieser wird von der agnion-Gruppe in einer Pilotanlage in Pfaffenhofen eingesetzt und soll dort im praxisrelevanten Maßstab zur Marktreife geführt werden. Der Heatpipe-Reformer ist ein allothermer, druckaufgeladener Wirbelschichtvergaser, der aus einer Brennkammer zur Wärmebereitstellung und dem eigentlichem Vergasungsreaktor besteht. Die Wärmeübertragung zwischen den Reaktoren erfolgt durch so genannte Heatpipes. Der Nachweis der Langzeitverfügbarkeit, eine wesentliche Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb, steht für diese und entsprechend dem Entwicklungsstand auch für andere Vergasungstechnologien noch aus.
Die Holzvergasungsanlage mit einer elektrischen Leistung von 360 kW und einer Wärmeleistung von bis zu 670 kW kann aufgrund der ermittelten Jahresganglinie der Wärmenachfrage die Grundlast abdecken und mit dem Ziel einer maximalen Stromerzeugung und entsprechender Einspeisevergütung nach EEG im Dauerbetrieb mit konstanter Volllast und in Kraft-Wärme-Kopplung betrieben werden. Die Ergebnisse der Wirtschaftlichkeitsabschätzung zeigen, dass damit prinzipiell ein wirtschaftlicher Betrieb der Demonstrationsanlage möglich ist. Die wirtschaftliche Realisierbarkeit kann jedoch bereits von einzelnen Kostenfaktoren relativ stark beeinflusst werden, wie die in der nachfolgenden Abbildung in fünf unterschiedlichen Varianten dargestellten Stromgestehungskosten und eine weitergehende Sensitivitätsanalyse belegen. Neben den kapitalgebundenen Kosten und denen der Brennstoffe ist die Wirtschaftlichkeit vor allem von den realisierbaren Jahresbetriebsstunden abhängig. Neben diesen Berechnungen wurden auch die energetische Effizienz und das Minderungspotenzial für Treibhausgasemissionen bewertet.
Regionale Ressource Holz
In der Region Achental ist mehr als die Hälfte der Fläche mit Wald bedeckt. Aus den ermittelten regionalen Potenzialen an Waldenergieholz, Landschaftspflegeholz und Sägerestholz kann die Brennstoffnachfrage der Holzvergasungsanlage gedeckt werden. Es ist jedoch empfehlenswert, die Brennstoffversorgung durch längerfristige Lieferverträge abzusichern, da sich zukünftig neben einer deutlichen Steigerung der Brennstoffnachfrage für dezentrale Pelletheizungsanlagen auch die positive Entwicklung im Ausbau biomassegefeuerter Heizwerke und kommunaler Fernwärmenetze fortsetzen wird.
Übertragbares Konzept
Die europäischen und deutschen Klimaschutzziele können mit dem Ausbau der Bioenergie nur erreicht werden, wenn es gelingt, die Forschung deutlich voranzubringen. Wesentliche Kriterien sind u. a. die Einbettung in regionale Strukturen unter Berücksichtigung der standortspezifischen Bedingungen sowie Demonstrationsanlagen zur Erprobung neuer Vergasungstechnologien mit entsprechendem Nachweis der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit. Die erarbeitete Machbarkeitsstudie für eine dezentrale Holzhackschnitzel-Vergasungsanlage in der Bioenergieregion Achental (FKZ: 03KB031) soll dazu einen Beitrag leisten. Die Untersuchungsmethodik und die Ergebnisse der Studie können prinzipiell auch auf vergleichbare Regionen übertragen werden.
In einem Folgeprojekt planen die Biomassehof Achental GmbH & Co. KG und agnion im Rahmen des Förderprogramms zur „Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ eine Studie mit dem Titel „Optimierung regionaler Kreisläufe zur Bereitstellung biogener Brennstoffe für Energieerzeugungsanlagen am Beispiel Biomassehof Achental“. Innerhalb dieser Studie soll die Demonstrationsanlage auch mit anderen biogenen Stoffen (z. B. Landschaftspflegematerial) betrieben und entsprechend optimiert werden.
Weitere Informationen:
ATZ Entwicklungszentrum
An der Maxhütte 1
92237 Sulzbach-Rosenberg
Dipl.-Ing. Samir Binder, Dr.-Ing. Rolf Börner
Tel.: 09661 908 410 / 419
http://www.energetische-biomassenutzung.de/de/projekte/projektliste/details/projects/54.html
