04/04/2011 - Die Vergasung von Biomasse für die dezentrale Energieerzeugung

Menéame

Es besteht ein wachsendes Interesse an Technologien zur Vergasung organischer Verbindungen, die gegenüber konventionellen Verbrennungs- oder Verbrennungsprozessen eine Reihe von Vorteilen haben, da die Herstellung eines Brennstoffgases eine bessere Handhabung gegenüber einem soliden Produkt wie Kohle ermöglicht. Darüber hinaus hat die Verbrennung von Synthesegas eine höhere Energieeffizienz bei der Stromerzeugung und eine geringere Menge an Schadstoffen, die bei der Herstellung anfallen.

Der Vergasungsprozess

Die Vergasung wird als thermochemische Umwandlung der organischen Substanz durch teilweise Oxidation ihrer Verbindungen definiert, wobei die Menge des verwendeten Sauerstoffs stöchiometrischer ist als die bei der Verbrennung erforderliche Menge, um ein brennbares Synthesegas oder Syngas zu erhalten.

Die Verwendung von Synthesegas durch Verbrennung kann verschiedene Anwendungen umfassen, darunter:

a) Wärmeerzeugung für industrielle Zwecke

b) Stromerzeugung durch Dampf-Rankine-Zyklen, Stirling-Motoren oder Verbrennungsmotoren (MCI).

c) Wärmeerzeugung für die Trocknung von Materialien

Die gewählte Art des Ausgangsmaterials bestimmt die Betriebsvariablen im Vergasungsprozess, da die Wohnzeiten, die Höchsttemperaturen und die Eigenschaften des Produktsgases von der ursprünglichen Zusammensetzung abhängen. Es ist möglich, auf diese Weise eine große Menge an organischen Materialien wie RSU, FORSU (organische Fraktion von festen Siedlungsabfällen), Kunststoffen, Reifen außerhalb des Gebrauchs, Kohle oder Biomasse zu verwenden.

Damit der Prozess durchgeführt werden kann, muss ein Gas- bzw. Mischstoff verwendet werden, der als Gas oder Gemisch aus Gasen definiert ist, die die Energie liefern, die erforderlich ist, um Pyrolysereaktionen innerhalb des Vergasers zu starten, so dass je nach Art des verwendeten Gases und des Rohstoffs die Zusammensetzung des Produktsgases erheblich variieren kann. Bei der Verwendung von Luft wird das sogenannte arme Gas durch seine niedrige Heizleistung (4-7 MJ/m3; b.s.) erzeugt, was auf einen hohen Stickstoffgehalt zurückzuführen ist, während bei der Verwendung von Sauerstoff oder Wasserdampf das sogenannte Synthesegas entsteht, das eine höhere Kalorienleistung (10-18 MJ/ m3; b.n.) hat.

Neben dem verwendeten Rohstoff und dem verwendeten Vergaser sind auch andere Faktoren wie die Art des Reaktors (Vergasers) oder das Gaskonditionierungs- und -reinigungssystem für den Vergasungsprozess ausschlaggebend und beeinflussen die endgültige Qualität des erzeugten Gases und seine Anwendung.

Dezentrale Erzeugung

Eines der größten Probleme bei der Stromerzeugung in mittel- und hochleistungsfähigen Anlagen ist der Mangel an umfassenden Rohstoffversorgungsplänen. Die Dezentralisierung und die durch den Verkehr entstehenden Kosten machen die Nutzung dieser Mittel in vielen Fällen nicht profitabel. Damit wird auf die Vergasung von Biomasse und organischen Abfällen für die Erzeugung von Strom mit geringer Energieleistung in den Gebieten gesetzt, in denen der Rohstoff erzeugt und gelagert wird.

Es kann behauptet werden, dass es derzeit keinen reifen Markt gibt, der den Rohstoffpreis regelt, und wenn die Garantie für die Finanzierung die Anlage selbst ist, ist es unerlässlich, dass die Versorgung vollständig gewährleistet ist. Die logistische Lieferkette ist weder hinsichtlich der Kosten noch hinsichtlich der Komponenten der Versorgungskette und der Streuung des Eigentums an Biomasse mit Sicherheit definiert, was die Erfüllung von Garantieverträgen erschwert.

Die vorgeschlagene Lösung besteht darin, "den Standort der Anlage am Ort der Herstellung und Lagerung des Rohstoffs" zu bestimmen, wodurch die Transportkosten gesenkt werden. Die dezentralisierte Nutzung von Rohstoffen hat jedoch den Nachteil, dass sie aus diffusen Quellen mit geringer Konzentration stammt. Daher ist die "Entwicklung einer Technologie mit geringer Leistung, die in der Lage ist, die Primärenergie effizient, mit optimaler Endleistung und mit einer positiven Kostenbilanz in elektrische Energie umzuwandeln," erforderlich.

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