Projekt 10524/01

Feucht- und Trockengutlinien zur Energiegewinnung aus biogenen Festbrennstoffen

Projektträger

Universit√§t StuttgartInstitut f√ľr Energiewirtschaft und RationelleEnergieanwendung
He√übr√ľhlstr. 49 a
70565 StuttgartZielsetzung und Anlass des Vorhabens Ziel ist es, eine Energiebereitstellung aus Biomasse durch die Feucht- und Trockengutlinie anhand √∂kologischer Parameter und anhand der Kosten f√ľr folgende Fragestellungen zu vergleichen. ¬∑ Wie ist die Feuchtgutlinie im Vergleich zu der Trockengutlinie bzw. zu den substituierbaren fossilen Energietr√§gern hinsichtlich der Energie- und Emissionsbilanzen sowie der Kosten zu bewerten? ¬∑ Welche Verfahrensketten der Trockengut- und Feuchtgutlinie sind zu bevorzugen? ¬∑ Sind bestimmte Kulturarten g√ľnstiger oder ung√ľnstiger zu bewerten als andere? Es sollen Aussagen dar√ľber gemacht werden, ob bzw. unter welchen Bedingungen die Feuchtgutlinie aus umweltlichen und √∂konomischen Gr√ľnden eine Option f√ľr zuk√ľnftige Energieversorgungssysteme auf der Basis von Biomasse darstellen k√∂nnte. Insbesondere sollen die Vor- und Nachteile der Feucht- gegen√ľber der Trockengutlinie analysiert, quantifiziert und diskutiert werden. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Bearbeitung des Themengebiets soll in folgenden Arbeitsschritten durchgef√ľhrt werden: 1. Erarbeitung einer einheitlichen Methodik und Festlegung der Systemgrenzen und der Rahmenannahmen mit a) Methodik; b) Definition der Versorgungsaufgabe; c) Spezifizierung der Verfahrensketten 2. Erhebung der erforderlichen Daten zur Ermittlung der Energieaufwendungen und Emissionen sowie der Kosten f√ľr Produktion und Bereitstellung von Biomasse nach der Feucht- und Trockengutlinie 3. Erhebung und Aufbereitung der erforderlichen Daten zur Ermittlung der Energieaufwendungen und Emissionen sowie der Kosten f√ľr die energetische Nutzung von feucht konservierter Biomasse und von trockener Biomasse (jeweils: Untersuchung der Brennstoffeigenschaften; energetische Nutzung durch Verbrennung bzw. Vergasung; R√ľckf√ľhrung der Asche auf die Fl√§che) 4. Erstellung der Energie- und Emissionsbilanzen √ľber den gesamten Lebensweg sowie der Kosten a) f√ľr die Feuchtgutlinie; b) f√ľr die Trockengutlinie und Analyse des Einflusses ausgew√§hlter Parameter 5. Vergleich der Lebenswege der Bioenergietr√§ger mit den Lebenswegen der substituierbaren fossilen Energietr√§ger 6. Interpretation der Ergebnisse und Ableitung von Empfehlungen Ergebnisse und Diskussion Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass eine Energiegewinnung nach der Feucht- und nach der Trockengutlinie merklich zu einer umwelt- und klimavertr√§glichen Energieversorgung in Deutschland beitragen kann. Durch eine vermehrte energetische Biomassenutzung auf Basis beider Verfahrensketten kann ein deutlicher Beitrag zur Einsparung der nur begrenzt vorhandenen fossilen Ressourcen geleistet werden. Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass die energetische Nutzung von biogenen Festbrennstoffen, die nach der Feucht- und nach der Trockengutlinie produziert und bereitgestellt werden, mit Ausnahme der Treibhausgasfreisetzungen, oft zu h√∂heren Schadstofffreisetzungen im Vergleich mit substituierbaren fossilen Energietr√§gern f√ľhrt. Dies liegt insbesondere an den direkten Emissionen aus der Biomasseverbrennung. Aufgrund des mit der mechanischen Entw√§sserung von Silagen verbundenen Austrags schadstoffrelevanter Inhaltsstoffe aus der Biomasse und die damit m√∂glich werdende N√§hrstoffr√ľckf√ľhrung auf die Felder (idealerweise als Beimischung zu G√ľlle) ist diese Verfahrenskette durch etwas gerin-gere Schadstoffemissionen gekennzeichnet als die Trockengutlinie. Die mechanische Entw√§sserung spielt damit eine Schl√ľsselrolle im Rahmen einer energetischen Nutzung von entw√§sserten Silagen. Die √∂kologischen Vorteile einer Energiegewinnung aus Biomasse k√∂nnen unter den gegenw√§rtigen energiewirtschaftlichen Rahmenbedingungen, die durch hohe Produktions- und Bereitstellungskosten der Bioenergietr√§ger und durch ein geringes Preisniveau fossiler Brennstoffe gepr√§gt sind, nur sehr eingeschr√§nkt erschlossen werden. Alle untersuchten Varianten einer Energiebereitstellung aus Biomasse sind im Vergleich zu den substituierbaren Energieanlagen auf Basis fossiler Energietr√§ger mit Mehrkosten verbunden. Dies gilt auch, wenn die Zahlung von Fl√§chenstillegungspr√§mien auf den Anbaufl√§chen der Energiepflanzen unterstellt wird. Die Energiegewinnung aus entw√§sserten Silagen f√ľhrt - wenn keine Rauchgaskondensation stattfindet - zu h√∂heren Energiegestehungskosten als die Energiegewinnung aus Triticaleganzpflanzen, die nach der Trockengutlinie produziert und bereitgestellt werden. Von den untersuchten Energieversorgungskonzepten h√§tte die Biomassezufeuerung in Stein- und Braunkohlekraftwerken aus √∂kologischer Sicht eine hohe Priorit√§t. Der Einsatz der Bioenergietr√§ger in Heiz- und Heizkraftwerken f√ľhrt dagegen zu vergleichsweise geringen Kostensteigerungen gegen√ľber den mit fossilen Brennstoffen befeuerten Energieanlagen. Hier ist die Ausgangssituation gegen√ľber der Zufeuerung in Kohlekraftwerken aber meist ung√ľnstiger, da √∂kologisch vertr√§glichere Brennstoffe wie leichtes Heiz√∂l oder Erdgas substituiert werden. Durch Einsatz einer Rauchgaskondensationsanlage in Heiz- und Heizkraftwerken lassen sich jedoch die Kosten und auch die Umweltwirkungen einer Energieversorgung auf Basis von Biomasse, insbesondere bei Einsatz entw√§sserter Silagen, reduzieren. Der Vergleich einer Vergasung und Verbrennung von Bioenergietr√§gern f√ľhrt in allen untersuchten Versorgungsaufgaben zu sehr √§hnlichen Umwelteffekten und erh√∂hten Energiegestehungskosten. Abschlie√üend sei darauf hingewiesen, dass alle hier getroffenen Aussagen ausschlie√ülich f√ľr die in dieser Arbeit bilanzierten Parameter gelten. Dies gilt sowohl f√ľr den Vergleich der biogenen mit den fossilen Energietr√§gern als auch f√ľr den Vergleich der Bioenergietr√§ger untereinander. √Ėffentlichkeitsarbeit und Pr√§sentation Abgeschlossen: Vortrag anl√§sslich der Tagung Fortschrittliche Energiewandlung und -anwendung, 16./17. M√§rz 1999, M√ľnchen; Geplant: weitere Pr√§sentationen auf Fachtagungen, Publikationen in deutsch- und englischsprachigen Fachzeitschriften. Fazit Die erhaltenen Ergebnisse sind als wichtiger Bestandteil einer abschlie√üenden Gesamtbewertung einer Energiegewinnung nach der Feucht- und nach der Trockengutlinie unter technischen, √∂kologischen und √∂konomischen Aspekten zu verstehen. Weiteren Studien ist es vorbehalten, unter Einbeziehung weiterer Aspekte eine weiterf√ľhrende Bewertung von Feucht- und Trockengutlinien vorzunehmen. Durch Demonstrationsanlagen zur Verwertung von Biomassen sollten bei Bereitstellungsverfahren weiterentwickelt werden. Insbesondere bei der energetischen Nutzung von Biomassen sind noch Erfahrungen zu sammeln. Sollten hier - vor allem im Bereich der Verbrennung - weitere Verbesserungen erzielt werden, sind auch Biomassen aus der Landwirtschaft aufgrund der verf√ľgbaren hohen Potentiale eine vielversprechende Option. Flankierend hierzu ist der Anbau der Biomassen und die Aufbereitung zu Brennstoff durch Anbauversuche sowie durch Versuche zur Entw√§sserung von Silagen weiter zu optimieren, um die Qualit√§t der Biomassen f√ľr die thermische Wandlung weiter zu verbessern.

√úbersicht

Telefon

0711/780-6116

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Bundesland

Baden-W√ľrttemberg

Fördersumme

50.924,67 ‚ā¨

Förderzeitraum

01.10.1997 - 28.02.1999