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6. Holzgas-BHKW Gaserzeugung aus Biomasse

 

Bei der Technologie der Holzvergasung handelt es sich um ein Verfahren mit dem Ziel, aus fester Biomasse, in aller Regel in Form von Holzhackschnitzeln oder Pellets, gleichzeitig Strom und Wärme zu gewinnen.

 

In Abgrenzung dazu steht der Bereich der Holzverbrennung zum Zwecke der Wärmeproduktion. Darunter fallen sowohl sogenannte Einzelfeuerstätten wie Scheitholzöfen und Pelletöfen als auch Zentralheizungsanlagen wie Scheitholz-, Pellet- und Hackschnitzelkessel.

 

Der wesentliche Unterschied zur Holzvergasung besteht darin, dass bei den Anlagen zur Holzverbrennung kein in einem Motor nutzbares Gas produziert wird.

 

Missverständlich können insofern Beschreibungen von Hackschnitzel-Vorofenfeuerungen sein, bei denen in einer ersten Einheit Brenngase produziert werden, die in einer zweiten Einheit vollständig nachverbrannt werden und dort Wärme über Wärmetauscher an einen Wasserkreislauf abgeben.

 

Noch irreführender kann die Bezeichnung „Scheitholzvergaser“ für einen modernen Scheitholzkessel sein, in dem zwei Zonen für die Entstehung der Brenngase und deren Nachverbrennung vorhanden sind, die jedoch in einem Gerät untergebracht sind. Für beide Konzepte, „Vorofenvergaser“ und „Scheitholzvergaser“ gilt, dass eine Abtrennung der Brenngase zur späteren Nutzung in einem Gasmotor nicht möglich ist.

 

Vielmehr werden diese Brenngase in unmittelbarem zeitlichen Zusammenhang verbrannt, um die gesamte Wärme über einen Wärmetauscher abzugeben.

 

Die Verbrennung von Holz kann in drei Phasen gegliedert werden:

 

Bei der Trocknung (bis ca. 150 °C) wird das im Holz enthaltene Wasser verdampft, während der Pyrolyse (150 bis 600 °C) gehen ca. 85 % der Holzmasse in die gasförmige Phase über und in der Phase der Oxidation (400 bis 1300 °C) werden die brennbaren Bestandteile des Holzes mit Sauerstoff vollständig umgesetzt.

 

Dem gegenüber wird bei der Flux-i Holzvergasungsanlage zunächst in der eigentlichen Vergasungsanlage ein Produktgas erzeugt. Schließlich wird aus dem Gas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom und Wärme erzeugt.

 

Eine Anlage dieser Größenordnung kann bei einem gewöhnlichen Wärmeabnahmeprofil mit einer Wärmebedarfsleistung von etwa 1 MW über 5.000 Vollbenutzungsstunden pro Jahr die Wärme vollständig verwerten. Damit ist angesichts der großen Zahl an bereits bestehenden Holzhackschnitzel-Heizwerken dieser Größe der Einsatz von vielen kleinen  Holzvergasungsanlagen möglich.

 

Durch die Vergasungsanlage wird ein Einsatzstoff mit Hilfe eines Vergasungsmittels thermisch umgesetzt und so ein brennbares Produktgas erzeugt.

 

Die dazu nötige Energie in Form von Wärme wird dabei durch s Verfahren) oder durch eine teilweise Verbrennung des Holzes bereit gestellt (autothermes Verfahren). Ebenso wird bei kleinen Holzvergasungsanlgen in der Regel nur Luft als Vergasungsmittel eingesetzt.

 

Unter den festen Biomassebrennstoffen stellt Holz den unproblematischsten Brennstoff dar.

 

Dies liegt vor allem daran, dass Holz über relativ geringe Anteile an Stickstoff, Chlor und anderen für eine Verbrennungsanlage schwierigen Inhaltsstoffen verfügt. Außerdem ist der Prozentsatz an nicht brennbaren Stoffen, die als Asche zurückbleiben oder als Staub ausgetragen werden, vergleichsweise niedrig.

 

 

Anlagenkonzepte für die Vergasung fester Biomasse im kleinen Leistungsbereich greifen daher in der Regel auf Holz als Einsatzstoff zurück, da die technologischen Herausforderungen ohnehin relativ groß sind.

Eine Anlage zur Vergasung von Holzhackschnitzeln kann selbstverständlich nur durchgehend betrieben werden, wenn ein Hackschnitzellager für die kontinuierliche Versorgung mit Brennstoff sorgt.