Band 4 (2010)


Die Biomasse-Versorgungskette – integrative Lösungen der Brennstoffversorgung, -aufbereitung und angepasste Verbrennungstechnik für holzgefeuerte Kraftwerke großer Leistung –
Dipl.-Ing. Matthias Bette, Dr.-Ing. Werner Schumacher
Der Brennstoff Holz ist wegen seiner Regenerierbarkeit umweltpolitisch akzeptiert, aber lokal nur bedingt verfügbar, und es bedarf langfristiger Umsetzungsprogramme, um die notwendigen Voraussetzungen für eine nachhaltige Bewirtschaftung sicherzustellen. Der Bund und die EU haben zwar rechtzeitig Förderprogramme aufgelegt, um die technische Entwicklung insbesondere in der energetischen Nutzung und die Verbreitung neuer Technologien voranzutreiben, doch scheitern hierzulande gerade viele Großprojekte der Strom- und Wärmeerzeugung bereits in der Vorstufe der Realisierung, da offensichtlich die Beschaffungsproblematik der Holzbrennstoffe für entsprechende Anlagengrößen erheblich unterschätzt wurde.
Heizkraftwerk Markinch – RWE Innogy errichtet größte Biomasseanlage Schottlands –
Dr. rer. nat. Martin Lenkens, Dipl.-Ing. Jan Köster, Phillip Kloibhofer
RWE Innogy bĂĽndelt die Kompetenzen und Kraftwerke des RWE Konzerns im Bereich erneuerbare Energien. Sie plant, errichtet und betreibt Anlagen fĂĽr regenerative Stromerzeugung und Energiegewinnung, wobei das Ziel der zĂĽgige Ausbau der erneuerbaren Energien in Europa ist.
Verwendungspotentiale heben durch Kaskadennutzung am Beispiel Holz
Prof. Dr. Arno FrĂĽhwald, Dipl.-Ing. Ruth M. Morgan, Dipl.-Ing. Stefan Diederichs
Die Forst- und Holzwirtschaft hat erheblichen Anteil an der Umsetzung der deutschen Klimaziele und der Nachhaltigkeitsstrategie. Mit zehn Millionen Hektar stetig zunehmender Waldfläche steht ein Kohlenstoffspeicher in der Größenordnung von acht Prozent der deutschen Kohlenstoffemissionen zur Verfügung. Zugleich besteht jedoch ein intensives Interesse an der stofflichen und energetischen Nutzung des nachwachsenden Rohstoffs Holz.
Korrosionsproblematik und Wärmestrommessungen in Biomassekraftwerken – Korrosionsvorbeugung und Schutzschichten –
Dr. Wolfgang Spiegel, Thomas Herzog, Dipl.-Ing. Marie Kaiser, Dr.-Ing. Wolfgang MĂĽller, Dipl.-Geol. Werner Schmidl
Biomassekraftwerke sind in vielfältiger Weise durch die Konsequenzen geprägt, die sich aus den Korrosionsschäden in den zurückliegenden Jahren herausgebildet haben. In erster Linie betrifft dies die Begrenzung der Mediumstemperaturen im Satt- und Frischdampf, die deutlich unterhalb der in konventionellen Kraftwerken erreichten Parameter liegen. Zudem ist der großflächige Einsatz von kostenintensiven Schutzschichten auf den Wärmetauscherflächen, im Verdampfer- und Überhitzerbereich, üblich geworden.
Biomasse-Vergasung – Problemkomponenten und Analytik
Professor Dr. rer. nat. Frank Behrendt, Dr.-Ing. York Neubauer, Dipl.-Ing. Nico Zobel
Der Vergasung von Biomasse zur Gewinnung von Brenn- und Synthesegas für die effiziente direkte Bereitstellung von Elektrizität und Wärme/Kälte oder aber der Herstellung von chemischen Energieträgern bzw. Energiespeichermedien (Methan (SNG), Methanol, Fischer-Tropsch-Kraftstoff) wird ein großes Potenzial zuerkannt. Triebkräfte der derzeitigen Entwicklungen sind zum einen die Schaffung CO2-neutraler Energiequellen sowie die Nutzung lokal verfügbarer Ressourcen zur bedarfsgerechten Versorgung mit Strom und Wärme sowie überhaupt die Möglichkeit mit Hilfe von Biokraftstoffen im bestehenden Kraftstoffsektor fossilen Kohlenstoff zu substituieren.
Energetische Aspekte bei der HeiĂźgasreinigung von biomassebasierten Synthesegasen
Dipl.-Ing. Hans Leibold, Prof. Dr.-Ing. Helmut Seifert
Nach den energiepolitischen Zielen der Bundesregierung soll der Anteil erneuerbarer Energien am Endenergieverbrauch, d.h. für Strom, Wärme und Kraftstoffe, bis 2020 von derzeit 10 % auf mindestens 18 % gesteigert werden. Der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung soll allein 30 % betragen. Biomasse liefert derzeit mit 70 % den größten Beitrag. Mehr als die Hälfte davon gehen direkt in die Wärmebereitstellung. Biogene Kraftstoffe der 1. Generation, Biodiesel, Pflanzenöl, machen 20 % aus, Strom aus biogenen Brennstoffen etwa 16 %. Ähnlich wie bei der Windenergie wächst die Stromerzeugung aus biogenen Brennstoffen überproportional stark.
Anlagenkonzepte für die Vergärung von Bioabfällen aus Sicht eines kommunalen Auftraggebers
Dipl. Ing. Thomas RĂĽcker
Bundesregierung hat die Reduzierung der Emission treibhausrelevanter Gase in Deutschland um vierzig Prozent gegenüber 1990 bis spätestens 2020 festgelegt. Das ist ein Ziel, das sich nur durch eine nachhaltige Wirtschaft – die Einsparung von Energie, die Substitution fossiler durch regenerative Energie und einen effizienteren Energieeinsatz – erreichen lässt. Die Abfallwirtschaft kann hierbei auch zukünftig besonders beim Thema Bioabfall einen beträchtlichen Beitrag zur Erreichung der Ressourcen-, Energie- und Klimaziele leisten.
Aufbereitung von Abfällen vor der Vergärung
Arno Möller, Dipl.-Ing (FH) Stefan Stehle
Die Vergärung als Teil der mechanisch-biologischen Restabfallbehandlung hat gerade in den letzten Jahren enormen Auftrieb erfahren. Bezogen auf die anaerob behandelte Menge an Restabfall zählen zu den führenden Nationen Spanien und die Niederlande gefolgt von Deutschland und Frankreich.
Effizienzsteigerung von Biogasanlagen
Prof. Dr.-Ing. Michael Sievers, Dipl.-Ing. Hinnerk Bormann, Dr. rer. nat. Ottmar Schläfer, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Otto Carlowitz
Biogasanlagen im Sinne dieses Beitrages sind Anlagen, die organische (Fest-) Stoffe mit biologischen Verfahren zu Biogas, bestehend aus den Hauptkomponenten Methan und Kohlendioxid, umsetzen. Im erweiterten Sinn können auch Schlammfaulungsanlagen von Kläranlagen berücksichtigt werden, da hier eine Parallelität bezüglich der Effizienzsteigungsmaßnahmen besteht.
Emissionen aus Biogasanlagen und technische MaĂźnahmen zu ihrer Minderung
Prof. Dr.-Ing. Carsten Cuhls, Dipl.-Ing. Birte Mähl, Dr. Joachim Clemens
Im Rahmen der Studie Ermittlung der Emissionssituation bei der Verwertung von Bioabfällen (FKZ: 206 33 326) wurden zwischen 11/2007 und 9/2008 insgesamt 5 unterschiedliche Vergärungsanlagen mehrfach über mindestens jeweils eine Woche auf die Emissionen von Methan, Ammoniak und Lachgas hin untersucht. In der Hauptsache wurden klassische offene und geschlossene Kompostierungsanlagen untersucht, auf deren Ergebnisse an dieser Stelle jedoch nicht eingegangen wird.
Feuerfeste Spezialmassen für Ersatzbrennstoff- und Biomasse-Verbrennungsanlagen – das Dünnschicht SiSiC-Plattensystem –
Dr. Uwe Morgenstern
Senkung der Energieerzeugungskosten und Wärmeübertragung auf höchstem Niveau sind seit jeher wichtige Schlagworte für die Umwandlung eines jeden Energieträgers. Dies gilt für Großkraftwerke ebenso wie für Anlagen der Abfallverbrennung und der Umwandlung von regenerativer Energie – Biomassekraftwerke.
Gärreste aus der Bioabfallbehandlung – Mengen, Qualitäten, Behandlung und Verbleib
Dipl.-Ing. Thomas Raussen, Dr.-Ing. Michael Kern
Viel zu oft wird bei der Planung von Vergärungsanlagen für Bioabfälle nur das Produkt Biogas betrachtet. Ökonomisch und ökologisch von gleicher Bedeutung für einen erfolgreichen Anlagenbetrieb ist die Entsorgung der entstehenden Gärreste. Aufkommen, Qualität und Nutzungsoptionen sind neben dem Inputmix von der eingesetzten Vergärungs- und Aufbereitungstechnik abhängig. Das Aufkommen an Gärresten aus der Vergärung separat erfassten Bioabfalls dürfte in Deutschland aktuell bei knapp zwei Millionen Tonnen pro Jahr liegen, die aus etwas hundert Anlagen generiert werden.
Einsatz von Ersatzbrennstoffen im Zementwerk RĂĽdersdorf
Dipl.-Chem. Sigmar Drebelhoff, Dr.-Ing. Uta Tietze
Am Standort Rüdersdorf, 30 km östlich von Berlin gelegen, besteht eine sehr lange Geschichte der Kalksteinverarbeitung und Zementherstellung. In den neunziger Jahren wurden im Zementwerk Rüdersdorf die bestehenden Anlagen grundlegend modernisiert und 1995 eine neue Klinkerlinie in Betrieb genommen.
Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen und Aufgabesysteme fĂĽr Zementanlagen
Dipl.-Ing. Wolfram Zschiesche
Die Aufbereitung von Sekundärbrennstoffen für den Zementprozess kann man als Abspaltung von Aufbereitungsprozessen hinsichtlich allgemeiner Aufbereitungsverfahren verstehen. Insbesondere die Qualität der Anlagenstruktur erfordert in der überwiegenden Zahl der Fälle eine höhere Qualität des EBS als dies für andere Verbrennungsprozesse notwendig ist.
Anlagen zur umweltfreundlichen Energieerzeugung bei Infraserv Höchst
Dr. Dirk Lorbach
Der Industriepark Höchst ist ein dynamischer Standort mit etwa neunzig Unternehmen, die auf dem 4,6 Quadratkilometer großen Areal in Frankfurt am Main ansässig sind. Mehr als 22.000 Menschen arbeiten hier täglich. In den rund 120 Produktionsanlagen von Chemie- und Pharmaunternehmen sowie den rund 800 Forschungs-, Labor- und Verwaltungsgebäuden wird viel Energie benötigt, die Infraserv Höchst bereitstellt.
Electricity Generation with Solar Thermal Power Plants – Technology Overview, Optimization Potential and Economic Situation –
Dipl.-Wirt.-Ing. Gabriel Morin
The contribution of renewable energies to global energy use has significantly increased over the past ten years. Completely new industry branches have developed in the fields of solar, wind, and biomass energy. Policies and regulatory frameworks have exerted substantial influence on the market development of renewable energies.
Ascheablagerungsprobleme bei der Mitverbrennung von alternativen Brennstoffen in Kohlekraftwerken
Dr. Tomasz Kupka, Prof. Dr.-Ing. Roman Weber
Trotz vieler Forschungsaktivitäten in den letzten Jahren stellen die Ascheablagerungsprobleme nach wie vor eine große Herausforderung bei der Verbrennung von festen Brennstoffen in Staubfeuerungen dar. Die Bildung von unerwünschten Ansätzen an den Oberflächen des Wärmetauschers und den Brennkammerwänden einer Feuerung ist wegen der ökonomischen und betrieblichen Aspekte von sehr großer Bedeutung für die Kraftwerksbetreiber.
Rostaschen aus Ersatzbrennstoff-Kraftwerken – Untersuchungen zur Qualität und zum Alterungsverhalten –
Dr. Thomas Marzi, Dipl.-Ing. Ralf Bertling, Dipl.-Ing. Werner Auel, Dipl.-Ing Manfred KĂĽhl
Abfallstämmige Materialien werden seit einigen Jahren nicht nur in konventionellen Abfallverbrennungsanlagen verbrannt, sondern vermehrt auch in Ersatzbrennstoff (EBS)-Kraftwerken als heizwertreiche Fraktion energetisch verwertet. Im Unterschied zur konventionellen Abfallverbrennung kommen in EBS-Kraftwerken jedoch ausgewählte, zumeist hochkalorische Abfallfraktionen als Brennstoff zum Einsatz, die sich in ihrer Zusammensetzung von der Brennstoffmischung der Abfallverbrennung unterscheiden.
Parabolic Trough Power Plants based on Direct Steam Generation – New opportunities for solar thermal energy production –
Dipl.-Ing. agr. MBA Moritz von Plate
The increase in world population, modernisation and industrialisation of society has brought increased demands on energy sources and power production. Though useful energy from conventional energy sources is considered to be cheap, the realisation of its undesirable effects on environment and unsustainable nature (limited in quantity and only for short time period) has driven the world in search for clean and sustainable energy.
RAVE – Die Forschungsinitiative im ersten deutschen Offshore-Windpark alpha ventus
Dipl.-Ing. Michael Durstewitz, Dr. Bernhard Lange
Unter der deutschen EU-Präsidentschaft wurden im Jahr 2007 ehrgeizige Klimaschutzziele beschlossen. Der CO2-Ausstoß soll bis 2020 in jedem Fall um 20 Prozent gegenüber 1990 reduziert werden. Um diese klimapolitischen Ziele zu erreichen, ist neben der Steigerung der Energieeffizienz und der Energieeinsparung auch der verstärkte Ausbau der erneuerbaren Energien notwendig.
Dampfturbinen fĂĽr solarthermische Kraftwerke
Jari Nyqvist, Dr. Detlef Haje
Neue Erkenntnisse zu Klimawandel und Erderwärmung haben zu einem steigenden Interesse an Technologien zur Nutzung erneuerbarer Energiequellen, also CO2-freier Energieerzeugung, geführt. Auch die Verteuerung fossiler Brennstoffe und die mit fossilen Brennstoffen verbundene Importabhängigkeit haben diese Technologien vorangetrieben.
Windenergie und die Netzintegration von Erneuerbaren Energien in Deutschland und international
Dipl.-Volkswirt Kai Schlegelmilch
Die größten Ausbaupotenziale unter den erneuerbaren Energien im Strombereich liegen derzeit bei der Windenergie. Die installierte Gesamtleistung in Deutschland betrug Ende 2009 rund 25.700 Megawatt. Damit wurden im Jahr 2009 rund 37,8 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt, die fast ausschließlich aus der Windenergienutzung an Land gewonnen wurden. Dies entspricht einem Anteil an der deutschen Stromerzeugung von 6,4 % sowie einem Anteil an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von 40,6 %.
Transport, Logistik und Häfen für die Offshore-Windenergie
Dipl.-Kfm. Dirk Briese, Christian Meyer
Die Offshore-Windenergie in Europa nimmt mit der Realisierung einer stetig zunehmenden Anzahl von Windparks auf See an Bedeutung zu. Gleichzeitig steigen installierte Leistung pro Windenergieanlage und Windpark an. Zahlreiche europäische Länder haben das Potenzial der Offshore-Windenergie erkannt und konkrete Ziele zum Ausbau festgelegt.
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