Projekt 29616/01

Biomasseheizkraftwerk mit indirekt befeuerter Gasturbine

Projektträger

Naturenergie Hersbruck GmbH & Co. KG
An den Sandwellen 114
93326 Abensberg
Telefon: 09443/929-214

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die Naturenergie Hersbruck GmbH & Co. KG hat sich für die erstmalige Realisierung eines Biomasse-heizkraftwerkes mit extern beheizter Gasturbine entschieden. Anlass für den eingeschlagenen Weg war das Ziel der Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades durch den sog. Kombiprozess.
Ziel des Projektes war die erfolgreiche Inbetriebnahme, die Optimierung der Anlage sowie das Erreichen eines stabilen Anlagenbetriebes.



Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Anlage wurde gezielt Step-By-Step in Betrieb genommen. Zunächst wurden Kalttests durchgeführt. Anschließend wurde der Prozess schrittweise an die Auslegungsbedingungen angenähert. Gemeinsam wurden von Gammel Engineering, den ausführenden Firmen sowie den Betreibern vor Ort Lösungsstra-tegien zur Behebung der Störungen entwickelt und umgesetzt.
Folgende Arbeitsschritte haben sich im Zuge ergeben:
Optimierung der Brennstoffbeschickung
Optimierung der Flexibilität der Brennstoffanforderungen
Optimierung der Vergasungsluftzufuhr
Vermeidung von Korrosionserscheinungen in den Wärmetauschern
Einregulieren des Prozesses
Optimierung der Regelungstechnik
Verminderung von Abwärmen
Verbesserung von Leckluftströmungen und Undichtigkeiten im Prozess



Ergebnisse und Diskussion

Die Gesamtanlage Biomasseheizkraftwerk Naturenergie Hersbruck ist erfolgreich in Betrieb genommen. Während der Inbetriebnahmen und der Optimierung wurde eine Vielzahl an Problemen erkannt. Die er-forderlichen Optimierungsmaßnahmen wurden abgeleitet und durchgeführt. Zu grundlegenden Proble-men, die den Erfolg des Gesamtprojektes gefährdet hätten, kam es Dank der gründlichen Prozesspla-nung nicht.
Die Turbine erreicht eine maximale Leistung von 222 kW el. Die berechnete nominale Leistung von 230 kW el ist somit zu mehr als 96% erreicht. Die Bedienerfreundlichkeit und das Intervall von Wartungsar-beiten werden weiter beobachtet und gegebenenfalls optimiert. Die Anlage ist dabei die Dauerlauffähig-keit zu beweisen.
Eine Anschlussförderung, die eine Erweiterung des Heizkraftwerks um eine direkt beheizte ORC-Anlage vorsieht, wurde bei der Deutschen Bundesstiftung Umwelt beantragt (DBU-AZ 31159). Die ORC-Anlage stellt eine zweite Verstromungseinheit dar. Mit ihr kann der elektrische Wirkungsgrad weiter gesteigert werden. Angesichts der hohen Investitionskosten läuft die Anlage derzeit an der Grenze der Wirtschaft-lichkeit. Die Nachverstromungseinheit kann diese Situation erheblich verbessern.
Staubemissionen von <2 mg/Nm³ werden ohne Rauchgasreinigung eingehalten. Der gesetzliche Grenz-wert für Staub liegt bei 50 mg/Nm³. Der Grenzwert für CO wurde zu 0,01 g/Nm³ gemessen – der Grenz-wert liegt bei 0,15 g/Nm³. Die Ergebnisse der Emissionsmessungen sind durchwegs positiv und beweisen die Chancen der Technologie.
Das Kombipowersystem wurde im Projekt Naturenergie Hersbruck erstmals umgesetzt. Die Arco Clean Energy GmbH und Max Bögl Bioenergie GmbH haben sich ebenfalls für die Kombi-Power-Technologie entschieden. Die Anlagenflexibilität durch die vielfältigen Möglichkeiten der Abwärmenutzung der Gastur-binenabluft wird hierbei voll ausgenutzt – in den Anlagen soll Dampf produziert werden. Beiden Anlagen befinden sich kurz vor Inbetriebnahme. Die Erkenntnisse, Optimierungs- und Verbesserungsmaßnahmen aus dem Projekt Hersbruck werden hierbei frühzeitig umgesetzt und helfen die Probebetriebsphase zu verkürzen.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

o Neues System überzeugt durch seine Flexibilität – Hersbruck (Quelle: Holz-Zentralblatt Nr. 38 vom 21.09.2012)
o Preiswerte Wärme von Forstbetrieben - Hersbruck (Quelle: Bayerisches Landwirtschaftliches Wochenblatt vom 08.02.2013)
o Natur-Energie-Kraftwerk Hersbruck (Quelle: Bayerischer Staatsanzeiger Nr. 8 vom 22.02.2013)



Fazit

Die Gegenstrom-Vergasungstechnologie ist das Zukunftsmodell für emissionsarme Biomas-sefeuerungen. Die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Grenzwerte werden deutlich unterschritten. Ver-glichen mit marktüblichen Rostfeuerungen (Rauchgasreinigung mit Multizyklon) weist die Biomassever-gasung sehr geringe Emissionswerte auf. Auch zukünftige Verschärfungen der Grenzwerte (Staub auf 20 mg/Nm³) erfordern keine zusätzlichen Abgasreinigungsmaßnahmen.
Die extern beheizte Gasturbine soll noch dieses Jahr um eine zweite Verstromungseinheit erweitert wer-den. Eine indirekt beheizte ORC-Anlage steigert den elektrischen Gesamtwirkungsgrad um weitere 6 Prozentpunkte
Die Gegenstrom-Vergasungstechnologie ist das Zukunftsmodell für emissionsarme Biomas-sefeuerungen. Die vom Gesetzgeber vorgeschriebenen Grenzwerte werden deutlich unterschritten. Ver-glichen mit marktüblichen Rostfeuerungen (Rauchgasreinigung mit Multizyklon) weist die Biomassever-gasung sehr geringe Emissionswerte auf. Auch zukünftige Verschärfungen der Grenzwerte (Staub auf 20 mg/Nm³) erfordern keine zusätzlichen Abgasreinigungsmaßnahmen.
Die extern beheizte Gasturbine soll noch dieses Jahr um eine zweite Verstromungseinheit erweitert wer-den. Eine indirekt beheizte ORC-Anlage steigert den elektrischen Gesamtwirkungsgrad um weitere 6 Prozentpunkte

Übersicht

Fördersumme

124.050,00 €

Förderzeitraum

19.12.2011 - 30.06.2013

Internet

www.gammel.de

Bundesland

Bayern

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik