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 Handlungsempfehlungen

 

3.2 Technische Konzeption

Die Angaben zur technischen Konzeption müssen immer im Zusammenhang mit den geprüften Referenzen gesehen werden. Durch Referenzen nicht belegte Angaben sind immer kritisch zu hinterfragen.
Aufgrund der Empfindlichkeit einer Holzvergasungsanlage in Bezug auf die eingesetzten Hackschnitzel sollte das technische Konzept bei der Hackschnitzelversorgung ansetzen. Sowohl die exakte Qualität der vorgesehenen Hackschnitzelfraktionen (Holzart, Stückigkeit, Wassergehalt, Rindenanteil) als auch deren Mengenanteile und Herkunft sollten angegeben werden. Die Möglichkeit, Hackschnitzel wie beabsichtigt zu beziehen, sollte im Normalfall durch Brennstoffliefervorverträge, mindestens aber durch Absichtserklärungen möglicher Lieferanten belegt werden. Alternativ kann durch Abschätzung der jährlich zur Verfügung stehenden Menge eine Versorgung aus betreibereigenen Wäldern hergeleitet werden.

 

Auch wenn theoretisch Biomasse verschiedener Herkunft (z. B. Stroh, Getreide) und in verschiedener Art (z. B. Pellets) in einer Holzvergasungsanlage eingesetzt werden könnte, werden aus technischen und ökonomischen Gründen üblicherweise Holzhackschnitzel als Einsatzstoff gewählt. Auch im Rahmen der Betreiberbefragung ergab sich, dass alle Anlagen mit Hackschnitzel betrieben werden. Allerdings gibt es im Energieholzbereich verschiedene Rohstoffquellen, aus denen Hackschnitzel hergestellt werden können, die jeweils hinsichtlich ihrer logistischen Verfügbarkeit, ihrer technischen Handhabbarkeit und ihrer ökonomischen Wertigkeit deutliche Unterschiede aufweisen können. So haben z. B. Hackschnitzel, die aus Heckenschnitt oder Straßenbegleitgrün hergestellt werden, einen hohen Rinden- und Feinanteil, beides Merkmale, die beim Betrieb der Holzvergasungsanlage zu technischen Problemen führen können. Hackschnitzel aus sogenannten Kurzumtriebsplantagen, d. h. Bäumen (meist Pappeln oder Weiden), die speziell zur Energieerzeugung angebaut wurden, haben einen signifikant höheren Wassergehalt als herkömmliche Hackschnitzel und machen daher einen höheren Energieaufwand für die Trocknung erforderlich.
Bei einer Eigenversorgung und falls die Hackschnitzel nicht direkt in der für die Anlage vorgesehenen Qualität bezogen werden können, sollte die Hackschnitzelaufbereitung detailliert beschrieben werden. Dabei sollte ggf. auf die Emissionen einer Hackschnitzeltrocknung und auf den geplanten Umgang mit den Resten aus einer Hackschnitzelsiebung (Fein- und/oder Grobfraktionen) eingegangen werden. Das Hackschnitzellager selber sollte hinsichtlich Konstruktionsart (ober-/unterirdisch, be-fahrbar/nicht befahrbar, ggf. zusätzliches Außenlager), Größe und Belüftungskonzept dargestellt werden.
Die Eignung der Lageraustrag- und Hackschnitzelfördervorrichtungen für die vorgesehenen Hackschnitzelgrößen sollte ebenfalls beachtet worden sein.

Die Beschreibung der Vergasungsanlage sollte außer den Angaben zu Hersteller, Herstellerbezeichnung, Feuerungswärmeleistung, Hackschnitzeldurchsatz und Produktgaserzeugung (Menge pro Stunde, Zusammensetzung und Heizwert) auch eine Darstellung der Funktionsweise mit Benennung des Vergasungsmittels enthalten. Darin sollte vor allem darauf eingegangen werden, welche Beweggründe zur gewählten Anlagenkonstruktion (Reaktorgeometrie, Beschichtung/Auskleidung/ Isolation, Einbauten) geführt haben, mit welchen Maßnahmen der prognostizierte Teergehalt im Produktgas erreicht wird und wie der vorgesehene Automatisierungsgrad aufrechterhalten werden kann. Die erforderliche Hackschnitzelqualität sollte detailliert dargestellt werden und in Beziehung zu den vorherigen Erläuterungen zur Hackschnitzelversorgung gesetzt werden.

Besonders ausführlich sollte das Konzept der Gasaufbereitung dargelegt werden. Dabei sollten nicht nur Aufbau und Funktion der einzelnen Anlagenkomponenten zur Gaskühlung und -reinigung, sondern auch deren Zusammenspiel erläutert werden. Insbesondere hier sind aussagekräftige Referenzen sehr wichtig, bestenfalls in Verbindung mit der vorgesehenen Vergasungsanlage, mindestens jedoch passend zu der voraussichtlichen Gasqualität der vorgelagerten Anlage zur Gaserzeugung. Zur Spezifizierung der nach der Reinigung erwarteten Qualität sind mindestens der Heizwert, die Anteile an Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Methan sowie der Teer- und Staubgehalt anzugeben. Aufgrund des auch nach einer Kühlung geringen Heizwertes und den entsprechend hohen Volumenströmen sollte darauf geachtet werden, dass der durch die Gasaufbereitung verursachte Druckverlust nicht zu groß ist, da sonst ein hoher Hilfsenergiebedarf die Effizienz der Anlage schmälern könnte.

Die Gasverwertung kann anhand von BHKW-Hersteller, Herstellerbezeichnung, Art des BHKW, gewünschtem Druck- und Temperaturniveau des Gases am Eintritt in das BHKW, Feuerungswärmeleistung sowie elektrischer und thermischer Nennleistung beschrieben werden. Die vom BHKW-Hersteller geforderte Gasqualität (v. a. Heizwert, Teer- und Staubgehalt) muss zu den Eigenschaften des Gases der vorgesehenen Gasaufbereitung passen.

Für die Planung der weiter unten noch separat behandelten Wärmeverwertung sollte schon bei der technischen Konzeption angegeben werden, an welcher Stelle der Gesamtanlage nutzbare Wärme zur Verfügung steht und welche Leistungen bei welchen Temperaturniveaus genutzt werden können.
Ebenfalls für die Gesamtanlage sollten die anfallenden Reststoffe beschrieben und quantifiziert werden. Dies bezieht sich sowohl auf die vorher schon erwähnten Hackschnitzelreste aus einer möglichen Siebanlage als auch auf Asche, Holzkohle, Kondensate, Waschwasser und Filterstäube. Diese Materialien können zum Teil hoch belastet und von daher nur für spezielle Entsorgungswege geeignet und aufgrund ihrer Giftigkeit sicherheitsrelevant sein. In jedem Fall sollte geklärt sein, ob eine Behandlung notwendig, eine Verwertung möglich oder eine Entsorgung zwingend erforderlich ist.
Es sollte dargestellt werden, welche Sicherheitseinrichtungen an der Gesamtanlage vorgesehen sind. Dies geht beispielhaft von einem Fallschutz am Hackschnitzellager über Explosionsschutz an der Vergasungsanlage bis zu einer Gasfackelanlage, über die außer beim An- und Abfahrbetrieb auch bei BHKW-Ausfall die gesamte Gasmenge nachverbrannt werden kann. Selbstverständlich ist für den Umgang mit der Anlage auch ein passendes Sicherheitskonzept empfehlenswert.

Dem Thema Sicherheit muss sowohl von Seiten des Herstellers wie auch des Betreibers Aufmerksamkeit geschenkt werden. Sollte beispielsweise der Hersteller seiner Verpflichtung, für die dies betreffenden Teile der Holzvergasungsanlage eine EU-Konformitätserklärung, symbolisiert durch die CE-Kennzeichnung, zu erstellen nicht nachgekommen sein, sollte von Seiten des Betreibers von einem Kauf abgesehen werden, da eine derartige Anlage nicht in den Verkehr gebracht werden darf und ein Betrieb entsprechend risikobehaftet ist. Aber auch der Betreiber der Anlage muss sich mit der Thematik auseinander setzen. Da im Zusammenhang mit einer Holzvergasungsanlage grundsätzlich explosionsgefährdete Bereiche auftreten, ist er durch einschlägige Vorschriften der Betriebssicherheitsverordnung dazu verpflichtet, eine Gefährdungsbeurteilung zu erstellen. Ein wichtiger Teil der Beurteilung ist das sogenannte Explosionsschutzdokument, in dem unter anderem die Anlage in verschiedene Zonen unterteilt wird, in denen jeweils angemessene Kennzeichnungs- und Sicherheitsmaßnahmen durchgeführt werden müssen. Übergeordnetes Ziel ist immer, die Entstehung gefährlicher Gase zu verhindern oder zumindest zu minimieren.

Ein technischer Aspekt außerhalb der eigentlichen Anlage, der allerdings für die Kalkulation der Wirtschaftlichkeit von Bedeutung sein kann, ist die Höhe der Trafoverluste.
Abschließend sollte in der technischen Konzeption ggf. erklärt werden, mit welcher Begründung bisher in dieser Weise nicht in Holzvergasungsanlagen eingesetzte neue Technologien in der geplanten Anlage verwendet werden, wie die Funktionsweise dieser Technologien ist und woraus auf die dauerhafte Einsatzfähigkeit in einer Holzvergasungsanlage geschlossen werden kann.

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