Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
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2 Produktion, Bereitstellung und Eigenschaften biogener Festbrennstoffe
2.6 Brennstoffzusammensetzung und -eigenschaften
Tab. 2.9: Mittlere Gehalte an Hauptelementen in naturbelassenen Biomasse-Festbrennstoffen im Vergleich zu Stein- und Braunkohle Abb. 2.16: Heizwert von Holz in Abhängigkeit vom Wasser­gehalt bzw. der Feuchte Tab. 2.10: Verbrennungstechnische Kenndaten von naturbelassenen Biomasse-Festbrennstoffen im Vergleich zu Stein- und Braunkohle Tab. 2.11: Klassifizierung von Holzhackschnitzeln nach der Größenverteilung gemäß der Europäischen Anforderungsnorm für nicht-industrielle Verwendung Tab. 2.12: Typische Schütt- und Stapeldichten biogener Festbrennstoffe (Planungsmittelwerte bei 15 % Wassergehalt) Tab. 2.13: Typische Schütt- und Stapeldichten biogener Festbrenstoffe Tab. 2.14: Planungszahlen zur Beurteilung des Energiegehaltes einer Brennstoffmenge Abb. 2.17: Energieinhalt in einem Raummeter Scheitholz bzw. in einem Kubikmeter Holzhackschnitzel bei unterschiedlichem Wassergehalt Tab. 2-6-1: DIN EN 14961-2 Holzpellets für nichtindustrielle Verwendung Tab. 2-6-2: DIN EN 14961-3 Holzbriketts für nichtindustrielle Verwendung Tab. 2-6-3: DIN EN 14961-4 Holzhackschnitzel für nichtindustrielle Verwendung Tab. 2-6-4: DIN EN 14961-5 Stückholz für nichtindustrielle Verwendung Tab. 2-6-5: DIN 51605 Kraftstoffe für pflanzenöltaugliche Motoren - Rapsölkraftstoff Tab. 2-6-6: DIN EN 14214 Fettsäure-Methylester (FAME) für Dieselmotoren - Anforderungen und Prüfverfahren Tab. 2-6-7: Umrechnungsfaktoren von Scheitholz verschiedener Sortimente und Lagerformen Tab. 2-6-8: Umrechnungsfaktoren von Hackschnitzeln aus verschiedenen Sortimenten Tab. 2-6-9: Umrechnung zwischen Raummeter und Festmeter für weitere Holzsortimente Tab. 2-6-10: Raumgewichte verschiedener Holzarten in Abhängigkeit von der Holzfeuchte (u) Tab. 2-6-11: Raumgewichte verschiedener Holzarten in Abhängigkeit vom Wassergehalt (w) Tab. 2-6-12: Wassergehalt (w) und Holzfeuchte (u) verschiedener Holzsortimente Tab. 2-6-13: Umrechnungstabelle für Hackschnitzel Tab. 2.6-14: Heizwerte verschiedener Holzarten bezüglich der Raumgewichte Tab. 2-6-15: Formeln zum Wassergehalt Tab. 2-6-16: Formeln zu Brenn- und Heizwerten Tab. 2-6-17: Faustzahlen für Überschlagsrechnungen Tab. 2-6-18: Schütt- und Stapeldichten fester Bioenergieträger mit einem Wassergehalt von 15 % Tab. 2-6-19: Darrdichte verschiedener Hölzer Tab. 2-6-20: Heizwerte fester Bioenergieträger (Mittelwerte) Tab. 2-6-21 A: Spurenelementgehalte fester Bioenergieträger (Teil A), exemplarisch Tab. 2-6-21 B: Spurenelementgehalte fester Bioenergieträger (Teil B), exemplarisch Tab. 2-6-21 C: Spurenelementgehalte fester Bioenergieträger (Teil C), exemplarisch
3 Anlagentechnik zur Energiebereitstellung
Abb. 3.1: Systematik der Umwandlungsschritte und Prozesse zur Erzeugung von Wärme, Strom und Bio-Kraftstoffe aus fester Biomasse
3.2 Verbrennungskonzepte
Abb. 3.4: Phasen der Verbrennung Abb. 3.5: Darstellung der NOx-Entstehung in Abhängigkeit von der Verbrennungstemperatur Abb. 3.6: Messergebnisse Rostfeuerung 20MWth mit 100% Holzige Biomasse, Holzige Biomasse mit 10% Stroh und Holzige Biomasse mit 30% Stroh Abb. 3.7: Schema des Biomasseflusses von der Anlieferung bis zum Kessel Abb. 3.8: Beispiel eines Systems zur Verteilung des Brennstoffs im Lager Abb. 3.9: Ebenerdiges, oberirdische überdachtes Holzhackschnitzel-Silo Abb. 3.10: Wechselcontainerlager Abb. 3.11: Erdversenktes Tiefsilo Abb. 3.12: Balleneinlagerung in herkämmliche Lagerhalle mit Telekoplader Abb. 3.13: Schematische Darstellung unterschiedlicher Systeme zur Lageraustragung Tab. 3.1: Merkmale und Kenndaten ausgewählter automatischer Lageraustragesysteme (Kleinanlagen) Abb. 3.14: Ballenaustrag mit Strohbahn, Ballenauflöser und pneumatischer Strohabfuhr Tab. 3.2: Bauart und Verwendung von Schneckenfördersystemen Tab. 3.3: Bauart und Verwendung von Fördersystemen (außer Schnecken) Abb. 3.15: Einordnung der Feuerungssysteme in Abhängigkeit der Anlagengröße und Form der Biomasse Tab. 3.4: Feuerungsarten und deren Charakteristika; Brennstoffeignung, Leistungsbereich Abb. 3.16: Schematische Darstellung einer Vorofenfeuerung Abb. 3.17: Schematische Darstellung einer Unterschubfeuerung Abb. 3.18: Vorschubrostfeuerung nach dem Gegenstromprinzip Abb. 3.19: Funktionsweise Vorschubrostfeuerung mit einer Kolbenbeschickung Abb. 3.20: Schematische Darstellung einer Ballenfeuerung mit stirnseitigem Ballenabbrand (Zigar­ren­abbrandfeuerung) Abb. 3.21: Schematische Darstellung einer stationären Wirbelschicht Abb. 3.22: Schematische Darstellung einer zirkulierenden Wirbelschichtfeuerung Abb. 3.23: Funktionsweise einer Muffeleinblasfeuerung Abb. 3.24: Funktionsprinzip eines Dreizug-Rauchrohrkessels Abb. 3.25: Funktionsprinzip eines Dreizug-Wasserrohrkessels Abb. 3.26: Biomasse gefeuerter Naturumlaufdampferzeuger Abb. 3.27: Beispiel einer Jahresdauerlinie eines Biomasse-Kessels Abb. 3.28: Wasser-Dampf-Kreislauf eines Dampfturbinen-Kraftwerkes größerer Leistung Abb. 3.29: Wasser-Dampf-Kreislauf eines Dampfturbinen-Heizkraftwerkes kleiner und mittlerer Leistung Abb. 3.30: Schematische Darstellung einer Biomasse-KWK mit ORC-Prozess Tab. 3.5: Wesentliche typische Kenndaten von thermisch angetriebenen Kältemaschinen Tab. 3.6: Beispiele für Biomasse-Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen Abb. 3.31: Einrichtungen zur Wärmeverteilung Abb. 3.32: Schema einer indirekten Hausstation Tab. 3.7: Übersicht über verschiedene Staubabscheideverfahren Abb. 3.33: Schema eines Zyklons mit Anordnung zum Multizyklon Abb. 3.34: Funktionsweise des Gewebefilters (Schlauchfilter) Abb. 3.35: Exemplarischer Aufbau eines zwei-feldrigen Plattenelektrofilters Abb. 3.36: Verschiedene Wäschertypen, Einfacher Rauchgaswäscher ohne Einbauten Abb. 3.37: Stickstoffoxidemissionen als Funktion des Brennstoffstickstoffgehalts Abb. 3.38: Luftstufung (oben) und Brennstoffstufung (unten) im Feuerraum Tab. 3.8: Anteile der einzelnen Aschefraktionen an der Gesamtasche Tab. 3.9: Grenzwerte verschiedener Aschefraktionen Abb. 3.39: Prüfschema für die Holzascheverwertung Abb. 3-2-1: Steckbrief Vorofenfeuerung Abb. 3-2-2: Steckbrief Unterschubfeuerung Abb. 3-2-3: Steckbrief Rostfeuerungen Abb. 3-2-4: Steckbrief Zigarrenbrenner Abb. 3-2-5: Steckbrief Stationäre Wirbelschichtfeuerung Abb. 3-2-6: Steckbrief Zirkulierende Wirbelschichtfeuerung Abb. 3-2-7: Steckbrief Staubfeuerung Abb. 3-2-8: Steckbrief Entstaubungseinrichtungen Zyklon Multizyklon Abb. 3-2-9: Entstaubungseinrichtungen Gewebefilter Abb. 3-2-10: Entstaubungseinrichtungen Elektrofilter Abb. 3-2-11: Minderung von Chlorwasserstoffen Abb. 3-2-12: Stickstoffoxidminderung Luft und Brennstoffstufung Tab. 3-2-1: Gegenüberstellung der Vor- und Nachteile versch. Feuerungsarten Tab. 3-2-2: Übersichtüber die Möglichkeiten der Rauchgasreinigung Tab. 3-2-3: Minderung von Chlorwasserstoffen Tab. 3-2-4: Minderung von Dioxine und Furane Tab. 3-2-5: Maßnahmen zur Reduzierung von Schwefeloxide-Emissionen Tab. 3-2-6: Stickstoffoxidminderung Rauchgasrückführung Tab. 3-2-7: Stickstoffoxidminderung Selektive Nicht-Katalytische Entstickung Tab. 3-2-8: Stickstoffoxidminderung Selektive Katalytische Entstickung Tab. 3-2-9: Merkmale und Kenndaten ausgewählter automatischer Lageraustragssysteme Tab. 3-2-10: Übliche Hubhöhen verschiedener Fahrzeuge für den Brennstoffumschlag Tab. 3-2-11: Beispiele geeigneter Fördereinrichtungen für feste Bioenergieträger Tab. 3-2-12: Mögliche Düngemitteltypen für Holzaschen nach der DüMV
4 Rechtliche Rahmenbedingungen
5 Kosten und Wirtschaftlichkeit
5.3 Brennstoffkosten (frei Anlage)
Abb. 5.8: Betrachtete Hauptprozessketten Tab. 5.2: Für die Kostenrechnungen verwendete Kenndaten biogener Festbrennstoffe Tab. 5.3: Verfahren und Maschineneinsatz zur Hackschnitzelbereitstellung aus Waldrestholz Tab. 5.4: Kosten der Hackschnitzelbereitstellung frei Waldstraße für verschiedene Ernteverfahren und Brusthöhendurchmesser bzw. Kronenfuß Tab. 5.5: Kosten der Waldhackschnitzellagerung Tab. 5.6: Transportkosten für Waldhackschnitzel Tab. 5.7: Bereitstellungskosten für Fichtenhackschnitzel frei Konversionsanlage Abb. 5.9: Kostenvariationen – Hackschnitzelbereitstellung frei Konversionsanlage Tab. 5.8: Anlagekosten für eine Pappelplantage Tab. 5.9: Kosten der Hackschnitzelbereitstellung aus Pappeln unter Berücksichtigung verschiedener Ertragsniveaus frei Feldrand Tab. 5.10: Kosten der Lagerung von Hackschnitzeln aus Pappelplantagen Tab. 5.11: Transportkosten für Hackschnitzel aus KUP Tab. 5.12: Bereitstellungskosten von Pappelhackschnitzeln aus KUP frei Konversionsanlage mit Freilagerung Abb. 5.10: Kostenvariationen – KUP-bereitstellung Tab. 5.13: Energetisch nutzbarer Getreidestrohanteil am gesamten deutschlandweiten Getreidestrohaufkommen Tab. 5.14: Bereitstellungskosten von Stroh frei Zwischenlager Tab. 5.15: Kosten der Strohballenlagerung Tab. 5.16: Aufladen und Transportkosten für Stroh-Quaderballen Tab. 5.17: Brennstoffkosten von Getreidestroh frei Feuerungsanlage (ohne MWSt.) Abb. 5.11: Kostenvariationen – Strohbereitstellung Tab. 5.18: Anlagekosten für eine Miscanthusplantage Tab. 5.19: Bereitstellungskosten von Miscanthusballen frei Zwischenlager Tab. 5.20: Kosten der Miscanthus-Ballenlagerung Tab. 5.21: Aufladen und Transportkosten für Miscanthus-Quaderballen Tab. 5.22: Brennstoffkosten von Miscanthus frei Feuerungsanlage mit Altgebäudelagerung (ohne MWSt.) Abb. 5.12: Kostenvariationen – Miscanthusbereitstellung Abb. 5.13: Bandbreite der Bereitstellungskosten für Landschaftspflegematerial Abb. 5.14: Brennstoffbereitstellungskosten (gesamte Bandbreite) der betrachteten biogenen Festbrennstoffe

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