Was ist ein Biomasse-Heizkessel?
Biomasse-Heizkessel sind Wärmequellen, die Industrieabfälle wie Holzabfälle, Papierabfälle und Altreifen als Brennstoff für die Erzeugung von Dampf und Heißwasser verwenden.
Verwendungszwecke von Biomasse-Heizkesseln
Biomasse-Heizkessel werden in einer Vielzahl von Bereichen eingesetzt. Eine der typischsten Anwendungen ist die Stromerzeugung in kleinen Anlagen.
Bei Stromerzeugungsanlagen mit Biomasse-Heizkesseln wird der Biomasse-Heizkessel zur Erzeugung von Dampf oder Gas genutzt, der dann eine Turbine im Generator in Drehung versetzt, um Strom zu erzeugen. Ein Biomasse-Heizkessel, der Dampf erzeugt, kann beispielsweise etwa vier Tonnen Dampf pro Stunde produzieren, der die Turbine des Generators zur Erzeugung von 300 Kilowatt Strom antreibt.
Neben Dampf können Biomasse-Heizkessel auch Heißwasser erzeugen, das zur Beheizung landwirtschaftlicher Anlagen und zur Versorgung von Thermalbädern mit Heißwasser verwendet wird. Biomasse-Heizkessel werden auch in einer Vielzahl von Anlagen installiert, z. B. als Dampf-, Heißwasser- und Warmwasserquelle in großen Chemieanlagen und als Wärmequelle für Trocknungsanlagen in Sägewerken.
Das Prinzip von Biomasse-Heizkesseln
Biomasse-Heizkessel lassen sich in drei Hauptverbrennungsmethoden unterteilen: direkte Verbrennung, Pyrolysevergasung und biochemisches Gas. Biomasse-Heizkessel jeder Methode werden für die Stromerzeugung eingesetzt.
1. Systeme mit direkter Verbrennung
Direktverbrennungsanlagen erzeugen Dampf und Heißwasser durch die direkte Verbrennung von Biomassebrennstoffen wie Hackschnitzel, Durchforstungsholz und brennbarem Abfall. Wenn ein Biomasse-Heizkessel dieser Methode als Generator eingesetzt wird, treibt der im Biomasse-Heizkessel erzeugte Dampf eine Turbine zur Stromerzeugung an.
2. Pyrolyse-Vergasungssysteme
Pyrolyse-Vergasungsanlagen verwenden Holzhackschnitzel, durchforstetes Holz und brennbare Abfälle als Brennstoff und erzeugen Gas durch Erhitzung statt durch direkte Verbrennung. Wenn ein Biomasse-Heizkessel dieser Art als Stromerzeuger eingesetzt wird, wird das erzeugte Gas zum Antrieb einer Gasturbine zur Stromerzeugung verwendet.
3. Biochemisches Gasverfahren
Biochemische Gassysteme verwenden Viehdung, Lebensmittelabfälle oder Klärschlamm als Brennstoff. Die Besonderheit ist, dass diese nicht verbrannt, sondern vergoren werden. Bei der Fermentierung entsteht brennbares Biogas wie Methan, das zur Erzeugung von Dampf und Heißwasser verbrannt wird. Wenn ein solcher Biomasse-Heizkessel als Stromerzeuger eingesetzt wird, wird das erzeugte Gas zum Antrieb einer Gasturbine verwendet, um Strom zu erzeugen.
Ein wesentliches Merkmal von Biomasse-Heizkesseln ist, dass sie als Brennstoff etwas direkt aus der Biosphäre und nicht fossile Brennstoffe verwenden. Das bedeutet, dass das von den Holzspänen und anderen als Brennstoff verwendeten Materialien absorbierte Kohlendioxid und das bei der Verbrennung entstehende Kohlendioxid als plus oder minus Null betrachtet werden, wodurch eine “Kohlenstoffneutralität” erreicht wird.
Weitere Informationen zu Biomasse-Heizkesseln
1. Zu beachtende Punkte bei der Einführung eines Biomasse-Heizkessels für Holz
Bei der Einführung eines Biomasse-Heizkessels für Holz sind drei Punkte zu beachten: Brennstoffkosten, Ausrüstungskosten und Entsorgung der Verbrennungsasche. Diese werden nacheinander erläutert.
Brennstoffkosten
Biomasse-Heizkessel für Holz haben angeblich niedrigere Brennstoffkosten als Kessel für fossile Brennstoffe. Der Brennstoff kann aus der Forstwirtschaft, der verarbeitenden Industrie (Holzverarbeitung), dem Baugewerbe (vor allem dem allgemeinen Hausbau) und der industriellen Abfallentsorgung stammen.
Kosten der Ausrüstung
Der geringere Heizwert von Holzbrennstoffen im Vergleich zu fossilen Brennstoffen und die unterschiedlichen Qualitäten von Holzbrennstoffen bedeuten, dass die Ausrüstungskosten für einen Biomasse-Heizkessel für Holz höher sind, um die gleiche Leistung zu erzielen. Um den Einsatz dieser Kessel in Zukunft zu fördern, ist es wünschenswert, die staatlichen Subventionen sowie die technischen Verbesserungen auszubauen.
Beseitigung der Verbrennungsasche
Bei der Verbrennung von Holzbrennstoffen fällt Asche an, die etwa 10 % des eingesetzten Brennstoffs ausmacht. Nach japanischem Recht wird die Verbrennungsasche als Industrieabfall eingestuft. Dies wirft die Frage nach einer kostspieligen Entsorgung der Verbrennungsasche auf. Die tatsächliche Entscheidung darüber bleibt jedoch den einzelnen Gemeinden überlassen, die unterschiedliche Entscheidungen treffen.
2. Brennstoff für Biomasse-Heizkessel aus Holz
Zu den Brennstoffen für Biomasse-Heizkessel aus Holz gehören Scheitholz, Holzspäne und Holzpellets. Brennholz ist definiert als Holz, das aus Stämmen in handliche Größen geschnitten und getrocknet wurde, um die Verbrennungseffizienz zu erhöhen. Holzhackschnitzel sind zerkleinerte Holzabfälle aus der Forstwirtschaft, der verarbeitenden Industrie und dem Baugewerbe, die leichter zu transportieren sind als Brennholz.
Holzpellets werden aus Holzspänen, Sägemehl usw. hergestellt, die in kleinere Stücke geformt und für eine bessere Verbrennung verarbeitet werden. Die Preise variieren je nach der Anzahl der Arbeitsstunden, die für die Verarbeitung erforderlich sind.
3. Potenzial von Biomasse-Heizkesseln aus Holz
Biomasse-Heizkessel aus Holz fallen in die gleiche Kategorie erneuerbarer Energien wie Wind- und Solarenergie. Der Vorteil gegenüber anderen erneuerbaren Energien ist, dass sie nicht von den Witterungsbedingungen beeinflusst werden. Wenn die Brennstoffbeschaffung und andere Probleme gelöst werden können, handelt es sich um eine sehr vielversprechende Energiequelle.