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- 1 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Erneuerbare Energien
Part II – Biomasse
Dipl.-Wirt.-Ing. Till Jeske
Energiewirtschaft 1Vorlesung 3.5 Erneuerbare Energien
Technische Universität DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
E E
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Agenda
3.5.1 Klimaschutz und ökonomische Theorien
3.5.2 Grundlagen
3.5.3 Institutioneller Rahmen
3.5.4 Erneuerbare Energiesysteme
3.5.4.1 Wind
3.5.4.2 Biomasse
4.5.4.3 Solar
4.5.4.4 Sonstige (Erdwärme, Wasser)
4.5.4.5 Vergleich
Literatur
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Biomasse
1.Eingliederung
2.Physikalische Grundlagen
3.Potenziale und Nutzung
4.Systemtechnische Beschreibung
5.Rechtlicher und institutioneller Rahmen
6.Wirtschaftliche Rahmendaten
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Biomasse – Eingliederung
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Physikalische Grundlagen
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Biomasse – physikalische GrundlagenDefinition Biomasse
Unter dem Begriff Biomasse werden sämtliche Stoffe organischer Herkunft verstanden. Biomasse beinhaltet damit:
•die in der Natur lebende Phyto- und Zoomasse (Pflanzen und Tiere) sowie sämtliche photosynthetisch fixierte Energie
•die daraus resultierenden Rückstände (z.B. tierische Exkremente)
•abgestorbene (aber noch nicht fossile) Phyto- und Zoomasse (z.B. Stroh)
•im weiteren Sinne alle Stoffe, die durch eine technische Umwandlung und/oder eine stoffliche Nutzung entstanden sind bzw. anfallen (z.B. organischer Hausmüll, Pflanzenöl, Alkohol, etc.)
•Abgrenzung der Biomasse erfolgt beim Torf (fossiles Sekundärprodukt der Verottung)
- in Deutschland Torf ≠ Biomasse
- in Schweden Torf = Biomasse
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Biomasse – physikalische GrundlagenWandlungsmöglichkeiten in End- bzw. Nutzenergie
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 3
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Biomasse – physikalische GrundlagenWandlungsmöglichkeiten in End- bzw. Nutzenergie
Thermochemische Umwandlung
••VergasungVergasung: Umwandlung des in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoffs unter Wärme-und Sauerstoffzugabe in Kohlenmonoxid.
••PyrolysePyrolyse: Umwandlung von fester Biomasse unter Wärmezugabe und Sauerstoffabschluss in flüssige Sekundärenergieträger
••VerkohlungVerkohlung: Teilverbrennung und Zersetzung des Ausgangsstoffes und somit Veredlung. Ähnlicher Prozess wie Vergasung und Pyrolyse, Feststoffanteil maximiert
feste Biomasse
Sekundärenergieträger
Wärme
fest flüssig gas
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Biomasse – physikalische GrundlagenWandlungsmöglichkeiten in End- bzw. Nutzenergie
Physikalisch-chemische Umwandlung
•Alle Möglichkeiten zur Bereitstellung von Energieträgern auf Pflanzenölbasis
•Ausgangsmaterial: ölhaltige Biomassen (Rapssaat, Sonnenblumensaat)
•Trennung der flüssigen von der Ölphase unter Einwirkung mechanischer Energie
•Produkt: Pflanzenöl; Weitervarbeitet: PME, RME
ölhaltige Biomasse
Sekundärenergieträger
Druck
RME Pflanzenöl PME
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Biomasse – physikalische GrundlagenWandlungsmöglichkeiten in End- bzw. Nutzenergie
Biochemische Umwandlung
•Umwandlung der Biomasse in Sekundär-, End- und Nutzenergie durch Zuhilfenahme von Mikroorganismen ���� biologische Prozesse
•Zucker-, stärke- und cellulosehaltige Biomasse kann mit Hefen durch alkoholischeGärung zu Ethanol verarbeitet werden
•flüssige und feste Biomassen können unter Luftabschluss (anaerob) mit bestimmten Bakterien abgebaut werden ���� Endprodukt Biogas
zuckerhaltige Biomasse
Sekundärenergieträger
Mikroorganismen
Ethanol
sonst. Biomasse
Sekundärenergieträger
Biogas
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Biomasse – physikalische GrundlagenBiomasseentstehung
Bildung und Zusammensetzung der Pflanzensubstanz Aufbau von Photosyntheseprodukten und ihr Abbau
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 36 u. 40
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Biomasse – physikalische GrundlagenBiomassestoffbilanz und Einflussfaktoren
Stoffbilanz einer Pflanzengruppe Einflussfaktoren auf die Biomasseentstehung
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 46 u. 47
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Biomasse – physikalische Grundlagenzeitliche und räumliche Angebotsunterschiede
Massezuwachs versch. Feldpflanzen im Jahr Ertragsniveau von Winterweizen und –Raps in D
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 53 u. 54
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Biomasse – physikalische GrundlagenWichtigste Nutzungsmöglichkeiten
•Brennholz
- Unter Beachtung von Nachhaltigkeitskriterien
•Waldrestholz
•Industrierestholz
•Altholz
•Stroh, halmgutartige Biomasse
•Biogas (inkl. Klär- und Deponiegas)
•Energiepflanzen
- Mais, Getreide, Gras• Biomasseertrag ca.:
- schnellwachsende Gräser• Biomasseertrag ca.:
- schnellwachsende Baumarten aus kurzumtriebsplantagen (Pappeln und Weiden)• Biomasseertrag ca.:
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Potentiale und Nutzung
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Biomasse – Potentiale und NutzungEU 15 – Anteile der Nutzung am Potential
Quelle: Leitfaden Bioenergie, Kaltschmitt et al. (2001)
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Biomasse – Potentiale und NutzungAnteilige Potentiale Deutschland
1,56,314212919Summe
0,02,700400Energiepflanzen
0,11,01116145Biogas (ink. Klär- und Deponiegas)
0,00,733104Stroh
0,00,01517sonst. holzartige Biomasse
0,10,6151281Altholz
0,30,31004040Industrieholz
0,40,93955142Waldrestholz
0,6n.a.n.a.85n.a.Brennholz
[%][%][%][PJ/a][PJ/a]
PEVPEVPotential
Nutzung/Potential/Nutzung/NutzungPotentialeBiomassefraktion
Quelle: Leitfaden Bioenergie, Kaltschmitt et al. (2001)
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Systemtechnische Beschreibung
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungVerfügbarmachen von Biomasse
Energiepflanzen – Ernterückstände – organische Nebenprodukte/Abfälle
Ernten – Sammeln - Verfügbarmachen
Aufbereiten
Pressen – Trocknen – Anfeuchten – Vermischen – etc.
Transport
Lkw – Traktor – Förderband – Rohrleitung – Schiff – etc.
Lagerung
Tank – Flachlager – Silo – Feldmiete – etc.
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Systemtechnische BeschreibungKonversionsarten
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungStrom und Wärme aus Biomasse
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Systemtechnische BeschreibungVerbrennung
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungDirekte thermische Umwandlung (Verbrennung)
Rostfeuerung Wirbelschichtfeuerung
Quelle: Leitfaden Bioenergie, Kaltschmitt et al. (2001)
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungVerbrennung – Schema Biomasseheizkraftwerk
Quelle: www.bmhkw.de
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Systemtechnische BeschreibungCo-Utilisation
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungNutzung von Biomasse mit fossilen Energieträgern
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 508
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungCo – Utilisation Konzept 1
Konzept 1
- Biomasse und fossile Energieträger werden in der selben Konversionsanlage thermochemisch umgewandelt
- zuvor entsprechende Aufbereitung der Komponenten
- Prozessergebnis thermische Energie oder Sekundärenergieträger (z.B. Produktgas bei der Vergasung oder Pyrolyseöl bei der Pyrolyse)
- Asche und Produktreste fallen gemeinsam an und sind nicht mehr trennbar
- die gemeinsam produzierte(n) Energie(träger) können in einem zweiten Umwandlungsschritt in elektrische Energie umgewandelt werden
• thermische Energie z.B. im Wärme-Kraft-Kreisprozess
• Pyrolyseöl z.B. in einem Motor oder Turbine
- End- und Zwischenprodukte können nicht mehr getrennt zugeordnet werden
- Beispiele:• Mitverbrennung von Biomassen in kohlegefeuerten Großkraftwerken
• Verfeuerung biogener Festbrennstoffe unter Zufeuerung von Heizöl oder Erdgas in Stützbrennern (häufig in holzverarbeitender Industrie)
• gemeinsame Vergasung bzw. Pyrolyse von biogenen und fossilen Brennstoffen haben bisher keine praktische Bedeutung erlangt
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungCo – Utilisation Konzept 2
Konzept 2
- Biomasse und fossile Energieträger werden weitgehend unabhängig thermochemisch umgewandelt
- Prozessergebnisse analog Konzept 1
- zwei Konversionsanlagen benötigt
- Asche und Produktabfälle fallen separat an
- Die Einkopplung einer aus biogenen Energieträgern produzierten Sekundärenergieform in den thermochemischen Umwandlungsprozess des fossilen Energieträgers ist an unterschiedlichen Stellen möglich
- Auf Stufe der Sekundärenergieträger können die verschiedenen Energieströme den eingesetzten Primärenergieträgern zugeordnet werden
- Beispiele:• Stromerzeugung in Sammelschienenkraftwerken, in denen unabhängig produzierter
Prozessdampf in Sammelschienen zusammengeführt wird
• Vergasung der Biomasse und anschließende Einspeisung des Produktgases in den Feuerraum eines kohlegefeuerten Kraftwerks, Bedeutung in der Praxis!
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungCo – Utilisation Konzept 3
Konzept 3
- unterschiedliche Energieträger werden am gleichen Anlagenstandort in jeweils eigenen Konversionsanlagen durch thermochemische Umwandlung vollständig und unabhängig voneinander aufoxidiert
- Prozessergebnisse sind die letztlich gewünschten End- oder Nutzenergien (d.h. Wärme, Strom)
- erst anschließend erfolgt eine Zusammenführung der Energieströme
- Asche und Produktabfälle fallen separat an
- Beispiele:• Nahwärmeversorgung eines Wohngebietes im Winter durch eine Biomasse-gefeuerte
Anlage und eine mit Heizöl betriebene Spitzenlastanlage
• Stromerzeugung in einer holzgefeuerten Anlage mit Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und in einem mit Erdgas betriebenen Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerk (GuD) im gleichen Industriebetrieb
- 30 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Systemtechnische BeschreibungBiogas
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiogaserzeugung und -Nutzung
•Biogaserzeugung primär aus
- Gülle und festen tierischen Exkrementen (Mist) aus der Landwirtschaft
- Nahrungsmittelreststoffe
- organische Produktionsabfälle
- organische Hausmüllfraktion
- Klärschlamm
- Nachwachsenden Rohstoffen (Gras, Mais, Getreide, Luzerne, etc.)
•Substrate werden gesammelt und aufbereitet in einen Fermenter gegeben
•Je nach Prozessführung wird der Fermenter auf einer bestimmten Temperatur
gehalten (meist 30 – 40°C)
•nach 30 – 60 Tagen Austausch des Substrats (auch kontinuierlich mgl.)
•Das Substrat wird im Fermenter von Mikroorganismen zersetzt, ein Produkt ist
Biogas mit ca. 50 – 70% Methangehalt
•Gas wird anschließend in BHKW oder Brennstoffzelle zu Strom und Wärme
gewandelt
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiogaserzeugung und -Nutzung
Quelle: farmatic AG
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiogaserzeugung und -Nutzung
Anaerober Abbau organischen Materials zu Biogas
Quelle: Kaltschmitt, Hartmann (2001) S. 646
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PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiogaserzeugung und -Nutzung
Nutzungsmöglichkeiten:
•Nassvergärung auf reiner Gülle- und Mistbasis
•Nassvergärung auf Güllebasis + Zugabe von Co-Substraten (NaWaRos, z.B. Mais)
•Nassvergärung mit NaWaRos ohne Gülle
•Trockenvergärung Mist und/oder NaWaRos, sowie organischer Hausmüll
Verfahren:
•kontinuierliches Durchflussverfahren
- Substrat fließt kontinuierlich ab und zu
- mittlere Verweildauern im Fermenter ca. 30 Tage
•Batch-Verfahren
- Substrat wird in Fermenter gefüllt und verweilt bis zur vollständigen Ausfaulung
- anschließend Austausch durch frisches Substrat
- mittlere Verweildauer ca. 30 – 60 Tage
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiogaserzeugung und -Nutzung
Wichtige Kenngrößen
Energiegehalt Biogas: ca. 6 kWh/m³
Stromkennzahl:
Wirkungsgrad th. BHKW: ca. 65%
Wirkungsgrad el. BHKW: ca. 35%
Gülle Milchkuh:
- ca. 20m³/a
- ca. 245 – 658 m³ Biogas/a
Silomais:
- Biomasseertrag ca. 35 – 45 t/ha/a
- Biogasertrag ca. 180 – 240 m³/t ���� 6300 – 10800 m³/ha/a
- 36 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Systemtechnische BeschreibungBiokraftstoffe
- 37 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiomasse-Kraftstoffkonzepte
Biomasse-Kraftstoffkonzepte
unter anderem:
BioEthanol
- aus Ganzpflanzen
- Zucker-, Stärke-, oder Cellulosehaltig
BioDiesel
- aus Raps
- nur Ölsaat
BioFuel
- aus Ganzpflanzen
- theoretisch alle Pflanzen
- vorzugsw. Holz
- 38 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Systemtechnische BeschreibungBiokraftstoffe aus Ölhaltiger Biomasse
- 39 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungProduktion von Pflanzenölkraftstoffen
Verfahrensschritte zur Herstellung von Biodiesel:
• Herstellung des Rapsöls aus der Rapssaat in
Olmühlen
• Umesterung, d.h. chemische Umwandlung der
Triclyceriden des Pflanzenöls zu Methylestern
- Zugabe eines Katalysators (Natron- oder Kalilauge)
- Zugabe von ca. 10% Methanol
- Energieextensiver Prozess bei Raumtemperatur
• Endprodukte Biodiesel und ca. 10% Glycerin
- 40 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungProduktion von Pflanzenölkraftstoffen
Quelle: Krahl, Munack (2004)
- 41 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungProduktion von Pflanzenölkraftstoffen
Stoff- und Ertragsbilanz:
- 42 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungProduktion von Pflanzenölkraftstoffen
Energiebilanz nach Studien (Input/Output-Verhältnis):
Cabela et al. (1982): 2,7
UBA-Studie (1993): positiv
Scharmer et al. (1994): 3
Kaltschmitt und Reinhardt (1997): positiv
DOE (Department of Energy, USA, 1998): 3,2 (Mineralöldiesel: 0,8)
IEA-Studie (1994): positiv
Grass et al. (1991): 1,9
Herstellungskosten Biodiesel: ca. 0,65 – 0,80 €/l
Potential deutscher landw. Nutzflächen: ca. 5 – 7% des
Kraftstoffbedarfs in D
- 43 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Systemtechnische BeschreibungBiokraftstoffe - Bioethanol
- 44 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungEthanolerzeugung und Nutzung
Ethanolerzeugung unter Verwendung von Zuckerrüben
Verfahrensschritte:
•Reinigung und Aufbereitung der Rüben
•kombinierter thermischer und mechanischer Aufschluss der Zellen
•Produkte: Rübenschnitzel und Rohsaft (17% Feststoffe, 90% Saccharose)
•Reinigung des Rohsaftes mit Kalkmilch und Kohlensäure
•der Zuckersaft wird anschließend unter Zusatz von Hefen vergoren
•Produkt: 96% Alkohol
•Reinigung bis Ethanolgehalt 100% erreicht
- 45 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungEthanolerzeugung und Nutzung
Energiebilanz großtechnischer Energiegewinnung aus Zuckerrüben
Quelle: Igelspacher, Wagner (2004)
- 46 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungEthanolerzeugung und Nutzung
Energiebilanz Ethanol (Input/Output-Verhältnis):
Igelspacher und Wagner (2004): 0,7 – 1,9
Cabela et al. (1982): 1,7
spezifische Kraftstoffkosten und Preise in €/l Benzinäquivalent
Quelle: Igelspacher, Wagner (2004)
- 47 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Systemtechnische BeschreibungBiokraftstoffe – BioFuel©
- 48 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungBiomass-to-Liquid – BioFuel© + SunDiesel©
- 49 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – systemtechnische BeschreibungSunDiesel© - Ökobilanz im Vergleich zu Diesel
am Standort Freiberg
realisiert: ohne externe
Energiezufuhr � geringere
Kraftstoffausbeute
Zukunftszenario: externe
Energiezufuhr regenerativ
erzeugt � höhere
Kraftstoffausbeute
sofort realisierbare Variante: keine
Energiezufuhr von außen jedoch
Zukauf von Prozessgasen Stickstoff
und Sauerstoff (konventionelle
Gewinnung)
Quelle: Volkswagen AG; Daimler Chrysler AG; Choren Industries
- 50 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Biomasse – systemtechnische BeschreibungSunDiesel© - Pro und Contra
Vorteile:
- besitzt eine hohe Cetanzahl und damit ein deutlich besseres Zündverhalten als konventioneller Diesel
- ist aromaten- und schwefelfrei und führt zu einer deutlichen Reduzierung der Schadstoffemissionen
- kann ohne Anpassung der Infrastruktur und der Antriebssysteme verwendet werden
- ist weitestgehend CO2-neutral
- positive Ökobilanz sowie Input/output-Verhältnis
- Potential EU15: 1/3 des Kraftstoffbedarfs (ohne Einschränkung der Nahrungsmittelproduktion; Institut für Energie und Umwelt, 2004)
- 3facher Kraftstoffertrag pro Agrarfläche i.Vgl. zu Biodiesel
Nachteil:
- Erzeugungskosten hoch: je nach Literaturangabge bzw. Studie in industrieller Großfertigung zwischen 0,43 € und 0,83 €/l (Institut Francais du Petrol, Shell, Imperial College) Angabe Choren Industries (SunDiesel): ca. 0,60 €/l
- Kosten konventioneller Diesel: ca. 0,20 €/l ??
- 51 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
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Rechtlicher und institutioneller Rahmen
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Biomasse – rechtlicher und institutioneller Rahmen
EEG 2004
Für Strom aus Anlagen mit einer Leistung bis 20 MW, die ausschließlich Biomasse einsetzen
beträgt die Vergütung
1. bis 150 kW: 11,5 Cent/kWh
2. bis 500 kW: 9,9 Cent/kWh
3. bis 5 MW: 8,9 Cent/kWh
4. über 5 MW: 8,4 Cent/kWh
5. bei Nutzung von Altholz (auch teilweise): 3,9 Cent/kWh
- Die Vergütung von 1, und 2 erhöht sich bei Nutzung von Gülle (bzw. Schlempe aus
Brennerei) und/oder Pflanzen (w/o Holz) um 6 Cent/kWh. (3 erhöht sich in diesem Fall um
4 Cent/kWh)
- Die Vergütung von 3 erhöht abweichend von oben bei der Anwendung von Holz um 2,5
Cent/kWh
- Die Vergütungen nach 1-3 erhöhen sich um weitere 2 Cent/kWh soweit es sich um Strom
im Sinne des KWK-Gesetzes handelt
- Werden im Biogasprozess mit KWK (und nur hier!) Innovative Verfahren angewandt (Def.
im Gesetz und lt. BMU), erhöhen sich die Vergütungen nach 1-3 um weitere 2 Cent/kWh
- 53 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – rechtlicher und institutioneller Rahmen
EEG 2004
•jährliche Degression bei Biomasse 1,5% beginnend mit 2005
•als Innovative Verfahren gelten lt. Gesetz:
- Aufbereitung des Biogases auf Erdgasqualität
- Brennstoffzellen
- Gasturbinen
- Dampfmotoren
- Organic-Rankine-Anlagen
- Mehrstoffgemischanlagen
- Kalina-Cycle-Anlagen
- Stirling-Motoren
•daraus folgt eine Höchstvergütung von 21,5 Cent/kWh !
- 54 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Wirtschaftliche Rahmendaten
- 55 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – Wirtschaftliche RahmendatenAusgaben und Einnahmen
Anschaffungsausgaben (Brutto-Investitionskosten):
- Netto-Investitionskosten
• Bautechnik der Energieversorgung
• Maschinentechnik der Energieversorgung
• Elektro- und Leittechnik der Energieversorgung
• Wärmeverteilung (Nahwärmenetz)
- Nebenkosten für Planung, Genehmigung und Gutachten
- Bauzeitzinsen
- Unvorhergesehenes
Ausgaben des laufenden Betriebs:
- Brennstoffkosten
- Kosten für Wartung und Instandhaltung
- Kosten für Versicherung und Steuern
- Personalkosten
- Kosten für Betriebsmittel (Zuwasser, Strom, etc.) und Ascheentsorgung
Einnahmen des laufenden Betriebs:
- Erlöse aus der Wärme- und/oder Stromabgabe
- Zuschüsse, Zulagen, etc.
- 56 -TU DresdenDREWAG-Stiftungslehrstuhl EEEEnEEEErgiewirtschaft / EEEEnergyEEEEconomics
PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – Wirtschaftliche RahmendatenBiomasseheizkraftwerk
Beispielszenario: Komplettes Biomasseheizkraftwerk mit
•Biomassekessel
•14 MW Feuerungswäreleistung
•Mess-, Steuerungs- und Regelungstechnik (MSR)
•Gewebefilter
•Wasser/Dampfkreislauf mit Gegendruck-Dampfturbine, 2MWel Leistung
•10 MW Wärmeauskopplung
•errichtet in neu erstelltem Maschinen- und Kesselhaus
•zzgl. Kurzzeitlager für Biomasse
•Brennstoff Ein-, Austrags-, und Beschickungstechnik
•Erschließung
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PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – Wirtschaftliche RahmendatenBiomasseheizkraftwerk
•Spezifische Investitionskosten ca. 650 – 850 €/kW
•Stromgestehungskosten ca. 0,05 – 0,12 €/kWh
Mio €Anteil in %Anteil in %Anteil in %Anteil in %Mio €
4 – 810 – 155 – 1020 – 3055 – 65 9 – 12
Heizöl- oder Gasbefeuerte Anlagen
Sonst. Kosten
Elektro-/ Leittechnik
BautechnikMaschinentechnikGesamtkosten der Bioenergieanlage
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PD Dr. Christian von Hirschhausen
VL Energiewirtschaft, Modul “Erneuerbare Energien”, 08.10.2004EE
Biomasse – Wirtschaftliche RahmendatenBrennstoffkosten
Brennstoffkosten von holz- und halmgutartiger Biomasse frei Heizkraftwerk
atro = absolut Trocken; Quelle: Leitfaden Bioenergie