Bioenergie-Technologien

Die technischen Möglichkeiten der energetischen Biomassenutzung sind aufgrund der verschiedenen Rohstofffraktionen und der zahlreichen Konversions- und Nutzungstechnologien äußerst vielfältig. Abbildung 4-1 veranschaulicht die Vielfalt der energetischen Nutzungspfade von Biomasse. Ausgehend von den verschiedenen Rohstofffraktionen (Primärenergie), welche nach ihrer Herkunft bzw. Beschaffenheit (holz-, halmgutartig, ölhaltig etc.) eingeteilt werden können, stehen neben der direkten Verbrennung fester Biomasse zahlreiche Konversionsverfahren zur Verfügung: thermochemische, physikalisch-chemische und biochemische Umwandlungsverfahren. Die energetische Nutzung von Biomasse erfolgt letztendlich stets durch Verbrennung, wobei bei der Umwandlung in mechanische Energie in Wärmekraftmaschinen zwischen interner (z.B. in Gasturbinen oder Dieselmotoren) und externer Verbrennung (z.B. bei Dampfturbinen- oder ORC-Anlagen) unterschieden werden kann. Die Brennstoffoxidationsreaktion in Brennstoffzellen wird auch als „kalte Verbrennung“ bezeichnet. Am Ende der in Abbildung 4-1 dargestellten Nutzungspfade stehen die Endenergieträger Wärme und/oder Strom bzw. die Energiedienstleistung Mobilität.

 

Systematik der energietischen Nutzungspfade von Biomasse
Quelle: in Anlehnung an Kaltschmitt et al. (2009); eigene, modifizierte Darstellung (Energy Economics Group, TU Wien)

 

Im Rahmen des Projektes wurden folgende Technologien berücksichtigt. Ebenfalls in der Tabelle angeführt sind die jeweiligen, auf fossilen Energieträgern basierenden Referenztechnologien. Die angegebenen Leistungsbereiche sind als Richtwerte zu verstehen.

 


Reine Wärmeerzeugung

 

Kleinfeuerungsanlagen
(ca.5 bis über 100 kW therm.)

Hackgutkessel

Pelletkessel

Pflanzenölkessel

Kombikessel

Scheitholzkessel

Gaskessel

Scheitholzofen

Pelletofen

 

Referenztechnologien:

Heizölkessel

Gaskessel

Heizölofen

 

Heizwerke
(ca. 0,5 bis über 5 MW therm.)

Hackgut-Heizwerk

Stroh-Heizwerk

Pellet-Heizwerk

 

Referenztechnologien:

Gasheizwerk

Ölheizwerk

 

Biomasse-Prozessdampfanlagen (ca. 10 MW)

Hackgutanlage

 

Referenztechnologie:

Gas-Prozessdampfanlage

 

Kraft-Wärmekopplungsanlagen

 

Biogas-BHKW (50 kW bis 2 MW elektrisch)

Pflanzenöl-BHKW (15 kW bis 1 MW elektrisch)

Heizanlagen mit Stirlingmotor (30 bis 100 kW elektrisch)

Heizanlagen mit ORC-Anlage (0,5 bis 3 MW elektrisch)

Dampfturbinenanlagen (1 MW bis 15 MW elektrisch)

Integrierte Vergasung und Verstromung (500 kW bis 50 MW elektrisch)

 

Referenztechnologien bzw. -preise:

GuD-Kraftwerk/

Großhandelsstrompreis

 

Konversionsanlagen

 

Erzeugung flüssiger biogener Energieträger:

Pflanzenöl (dezentral: Kaltpressung, zentral: Pressung und Extraktion)

Biodiesel aus Pflanzenöl

Ethanol aus zucker-/stärkehaltigen Rohstoffen

Fischer-Tropsch-Diesel

Ethanol aus zellulosehaltigen Rohstoffen

 

Erzeugung gasförmiger biogener Energieträger:

Biomethan aus anaerober Fermentation

Biomethan aus Vergasungsprozessen

 

Erzeugung sonstiger biogener Energieträger:

Pelletierung

 

Referenzpreise:

Großhandels- / Kleinverbraucherpreise fossiler Kraftstoffe und sonstiger Energieträger

 

 

 

(Für eine detailliertere Darstellung der Ergebnisse wird auf den Endbericht verwiesen.)