Facharbeit an der FH Düsseldorf Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland

1. Facharbeit an der FH Düsseldorf Energetische Nutzung von Biomasse in Deutschland Prof. Dr.-Ing. Mario Adam E² - Erneuerbare Energien und Energieeffizienz Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik Fachhochschule Düsseldorf

2. Energieverbrauch des „Musterknaben“ BRD Quelle: BMWi Energiedaten 2009

3. Beitrag Erneuerbare Energien, BRD, 2008 Gesamt: 995 PJ • Deckungsanteile • Primärenergiever- • brauch, gesamt • = 7,1 % • = Verdreifachung • in 10 Jahren • in den Bereichen: • Stromerzeugung 14,8 % • Wärmeerzeugung 7,7 % • Motorkraftstoffe6,1 % Quelle: BMWi Energiedaten 2009

4. Energiebilanz eines Hainbuchenwaldes =1027 kWh/m²a Photosynthese Energiegehalt der Kohlenhydrate = 15.900 kJ/kg Energie-gehalt des Holzes = 15.000 kJ/kg Quelle: Kaltschmitt, Wiese

5. Holz als regenerativer Energieträger • Herkunft • direkt aus dem Wald • Produktionsabfälle aus Sägewerken, etc. • unbelastetes Altholz z.B. vom Bau • Aufbereitung • Stückholz • Hackschnitzel • Pellets • Ökobilanz • nahezu CO2-neutral, vor allem bei regionaler Nutzung mit kurzen Wegen • Pellets: 0,2 kWhPrim und 40 g CO2 pro kWhEnd • Verwendung • etabliert: Verbrennung in Kaminen und Öfen, Heizkesseln, Heiz- und Heizkraftwerken • F&E: Verbrennung in Stirlingmotoren, Vergasung + Verbrennung in gasmotorischen BHKW, Gasturbinen, Brennstoffzellen, etc. Bildquellen: EnergieAgentur.NRW, Wodtke, Paradigma

6. Treibstoffe heute und in der Zukunft Verbrauch 2005 in Deutschland 1,8 Mio. t Biodiesel *) 0,05 Mio. t Bioethanol *) 26.000 t Erdgas 25,2 Mio. t Otto1) 30,1 Mio. t Diesel1) 21500 t Autogas heute morgen *) u.a. Zumischung zu konventionellen Kraftstoffen LPG: Liquid Petroleum Gas („Autogas“, Propan/Butan-Gemisch, Nebenprodukt der Erdölverarbeitung) CNG: Compressed Natural Gas GTL: Gas to liquid BTL: Biomass to liquid Aromaten: cyclische, teilweise krebserregende Kohlenwasserstoffe • Beimischpflicht ab 2007, BRD: • 2007: 4,4 % Diesel, 1,2 % Benzin • … • 2012: 7,25 % Gesamtquote Quelle: DaimlerChrysler, 1)www.wlv.de/Dokumentendownload/BiotreibstoffeBockey.pdf

7. Biogas - Erzeugung und Nutzung mesophile (35°C) oder thermophile (55°C) Bakterien Gülle + Kofermente • Verbrennung in • Gas-Heizkesseln • Blockheizkraft-werken (= Motoren, die Strom und Wärme produzieren) • Reinigung und Einspeisung in das Erdgasnetz („Bioerdgas“) Energiebedarf zur Beheizung des Faulbehälters: 15 … 30 % des erzeugten Biogases Quelle: Kleemann, Meliß

8. Dämmstoffe • aus Glas, Stein, Sand, etc. • Glaswolle, Steinwolle (30 – 50 €/m³) • Schaumglas • Perlit (ca. 100 €/m³) • aus Rohöl • Polystyrol (50 – 100 €/m³) • „Styropor“ (Partikelschaum EPS) • „Styrodur“ (Extruderschaum XPS) • Polyurethan (beste Wärmedämmung, dämmt etwa doppelt so gut wie normales Styropor) • aus nachwachsenden Rohstoffen(100 – 200 €/m³) • Zellulose und Holzweichfaser (häufiger verwendet) • Hanf, Flachs, Kokos, Baumwolle, Schafwolle, Kork • Verbundsysteme • Einheiten aus Wärmedämmung plus Verkleidungz.B. Platte aus Polyurethan + Alu + Spanplatte /Gipskarton (ca. 40 €/m² bei 8 cm PU)z.B. Heraklith-Platte (Holzwolle-Leichtbauplatte) mit verbundenem Dämmmaterial • Vakuum-Dämmplatten: Evakuierte aluminiumumhüllte Stützmatrix Glaswolle „Styrodur“

9. Energetische Nutzung von Biomasse Zusammenfassung