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2011 | Buch

Pellets als Energieträger

Technologie und Anwendung

verfasst von: Stefan Döring

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Über dieses Buch

Dieses praxisorientierte Buch beschreibt die Technologie der Pelletierung aus nachwachsenden Rohstoffen und die Nutzung von Pellets. Der Autor geht darauf ein, welche Biomassen sich außer Holz für die Pelletierung eignen, wie sie hergestellt werden und wie sie in Form von Pellets energetisch genutzt werden. Angefangen bei den Grundlagen des Verbrennungs-, Vergasungs- und Pelletierprozesses werden die verschiedenen Technologien beschrieben. Die Planung, Realisierung und Wirtschaftlichkeit der Anlagen zur Pelletproduktion wird erläutert. Ein Anhang gibt wertvolle Hinweise über Anlagenkonzepte, Beispielrechnungen, Adressenlisten, Umrechnungstabellen, Berechnungsformeln.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter
1. Einleitung
Zusammenfassung
In den energie- und umweltpolitischen Diskussionen gewinnt die Energiebereitstellung aus regenerativen Energien i. Allg. und aus Biomasse im Besonderen zunehmend an Bedeutung. Dabei ist die Biomasse von allen regenerativen Energien die derzeit mit Abstand wichtigste Option. Beispielsweise stammen in Deutschland rund 75 % der gesamten aus erneuerbaren Energien bereitgestellten Endenergie aus Biomasse; und weltweit ist der Anteil tendenziell noch höher. Entsprechend den ambitionierten Zielen der Kommission der Europäischen Gemeinschaften, die sich viele EU-Mitgliedsstaaten – u. a. auch Deutschland – zu Eigen gemacht haben, soll dieser Anteil absolut gesehen zukünftig noch deutlich weiter zunehmen. Dies gilt vor allem mit Blick auf fossile Energieträger, mit denen zunehmend ressourcenschonender umgegangen werden muss.
Stefan Döring
2. Biomassen für die Pelletproduktion
Zusammenfassung
Als Biomasse wird die Gesamtheit in einem Lebensraum vorkommender, organischer Substanzen bezeichnet, wobei zwischen Phyto- und Zoomasse unterschieden wird /8/.
Stefan Döring
3. Verbrennungstechnische Eigenschaften
Zusammenfassung
Als Verbrennung wird die Oxidation eines Brennstoffs unter Energiefreisetzung verstanden. Kohlenstoff (C) bzw. Wasserstoff (H) werden in Gegenwart von Sauerstoff (O) zu Kohlenstoffdioxid (CO2) bzw. Wasser (H2O) oxidiert.
Stefan Döring
4. Gesetzliche Anforderungen des Holzpelleteinsatzes zur Wärmebereitstellung
Zusammenfassung
Entsprechend ihrer Aufwuchs- und Standortbedingungen können die verbrennungstechnischen Eigenschaften biogener Brennstoffe sehr schwanken. Für eine möglichst effiziente und emissionsarme Verbrennung, ist es deshalb unerlässlich, den Brennstoff optimal auf die Feuerungsanlage abzustimmen. Die Einhaltung der gesetzlichen Emissionsgrenzwerte muss für jeden Betriebszeitpunkt garantiert werden. Eine wichtige Vorraussetzung für konstante Abbrandverhältnisse stellt die Bereitstellung einer möglichst homogenen Brennstoffqualität dar. Diese kann durch Produktstandards und darauf aufbauenden Zertifizierungssystemen erreicht werden. Weiterhin muss vor dem Betrieb einer Feuerungsanlage geklärt werden, wie und wo die anfallenden Rückstände aus der Verbrennung verwertet oder entsorgt werden können. Nachfolgend werden daher die administrativen Rahmenbedingungen des Holzpelleteinsatzes in KFA in Deutschland dargestellt.
Stefan Döring
5. Qualitätsanforderungen an den Brennstoff
Zusammenfassung
Die brennstoffspezifischen Eigenschaften biogener Rohstoffe werden aufgrund der unterschiedlichen natürlichen Standortgegebenheiten und relativ kurzen Aufwuchszeiten niemals eine vergleichbare Homogenität wie fossile Brennstoffe erreichen. Bei der Holzpelletproduktion wird diesem natürlichen Nachteil begegnet, indem der Rohholzinput aus Sägewerken, der Holzbe- und -verarbeitenden Industrie oder in Form von Wald(rest)hölzern zentral als Spanmasse abgelagert wird und so bereits bei der Lagerung sowie bei dessen Austragung eine erste Vermischung erfährt. Im Pelletierungsprozess können zusätzliche Konditionierungsmaßnahmen (z. B. Zugabe von Wasser, Dampf und/oder Presshilfsmitteln) für eine möglichst hohe homogene Qualität der Holzpresslinge sorgen. In ein und demselben Pelletwerk können somit unterschiedliche Brennstoffqualitäten produziert werden. Deshalb muss die Qualität des Endproduktes mit dem Pellethersteller zuvor abgestimmt werden, um die Brennstoffanforderungen der Feuerungsanlage und die Ansprüche der Kunden erfüllen zu können /11/.
Stefan Döring
6. Pelletproduktion
Zusammenfassung
Moderne Pelletierungsanlagen im industriellen Maßstab bewegen sich in einem Leistungsbereich von ca. 30.000 bis 500.000 t/a. Dabei bestehen diese Anlagen in der Regel im oberen Leistungsbereich aus mehreren Produktionslinien mit Einzelleistungen von jeweils ca. 100.000 bis 200.000 t/a pro Strang.
Stefan Döring
7. Energetische Verwertung von Pellets
Zusammenfassung
Im folgenden Kapitel wird nach der Pelletlagerung auf unterschiedliche Verbrennungstechnologien eingegangen, die in der Lage sind, Holzpellets zu verbrennen. Hier kann zwischen Kleinfeuerungsanlagen, mittelgroßen Feuerungsanlagen und Großfeuerungsanlagen unterschieden werden. Kleinfeuerungsanlagen behandeln hier den Leistungsbereich zwischen 5 und 200 kW. Mittelgroße Feuerungsanlagen beschreiben die Leistungsgröße bis 5.000 kW. Großfeuerungsanlagen bilden den Leistungsbereich über 5.000 kW ab. Die Technologie der Vergasung wird kurz angeschnitten. Da die klassische Pyrolyse noch kein verbreiteter Anwendungsfall für Holzpellets ist, wird auf dieses Thema nicht eingegangen. Im Anschluss wird das Thema Emissionen behandelt. und abschließend die Möglichkeit der Zufeuerung von Pellets beschrieben.
Stefan Döring
8. Brand- und Explosionsschutz
Zusammenfassung
Holzpellets sind alternative Energieträger, die in gleichbleibender Qualität herzustellen und leicht zu transportieren sind. Sie können sowohl im privaten als auch im industriellen Bereich durch Verbrennung in andere Energieformen umgewandelt werden. Die Pellets werden aus Spänen mit nicht zu vernachlässigendem Feinanteil und organischen Bindemitteln hergestellt.
Stefan Döring
9. Wirtschaftlichkeit von Pelletkesseln
Zusammenfassung
Das Heizen mit Biomasse hat in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Dank des gestiegenen Bedienungskomforts, der Anlagenzuverlässigkeit und verbesserter Umwelteigenschaften interessieren sich immer mehr Verbraucher für diese klimafreundliche Art zu Heizen. Vor allem Holzpelletanlagen haben inzwischen einen hohen Bekanntheitsgrad erreicht.
Stefan Döring
10. Forschung und Entwicklung
Zusammenfassung
Pellets werden in Deutschland seit 2001 großtechnisch produziert. Nach Kenntnis des Autors war die erste Industrieanlage zur Produktion von Holzpellets in Deutschland die Anlage der Westerwälder Holzpellets GmbH in Langenbach bei Kirburg im Westerwald. Diese wurde auf Initiative des Gesellschafters und Geschäftsführers Markus Mann auf seinem Firmengelände neben einem Biomasseheizkraftwerk, dessen Wärme für die Trocknung der Späne genutzt wird, errichtet.
Stefan Döring
Backmatter
Metadaten
Titel
Pellets als Energieträger
verfasst von
Stefan Döring
Copyright-Jahr
2011
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-01624-0
Print ISBN
978-3-642-01623-3
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-01624-0