BiomasseBiomasse

Andrea LakounigIFZ WS 2005/06

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Was versteht man unter BiomasseAngebot an BiomasseEnergiegewinnung aus BiomassePotenziale und Nutzung

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Was versteht man unter Was versteht man unter BiomasseBiomasse

gespeicherte SonnenenergieStoffe organischer HerkunftPhyto- und ZoomasseRückstände, Abfälle, Nebenprodukte

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Energetische NutzungEnergetische Nutzung

Biogene Festbrennstoffe aus HolzHalmgutartige BiomasseBiokraftstoffe aus PflanzenölenBiogas aus landwirtschaftlichen und

industriellen Rückständen

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Angebot an BiomasseAngebot an Biomasse

räumlich: – Bodengüte– Niederschlag– Temperaturen

zeitlich:– Sonneneinstrahlung– d.h. Tageszeiten, Jahreszeiten

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EnergiegewinnungEnergiegewinnung

thermochemischphysikalisch - chemischbiochemisch

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Thermochemische HerstellungsverfahrenThermochemische Herstellungsverfahren

Vollständige OxidationWärme

Stufenweise UmwandlungVergasung, Verkohlung, VerflüssigungSekundärenergieträger

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Physikalisch–chemische Physikalisch–chemische HerstellungsverfahrenHerstellungsverfahren

Herstellung von Bioenergieträgern auf Pflanzenölbasis:

– Pressung– Extraktion

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Biochemische HerstellungsverfahrenBiochemische Herstellungsverfahren

Anaerober AbbauSümpfe, Schlammschichten, Deponien,

Reisfelder, Mägen von Wiederkäuern techn. Umsetzung bei Mais, Gras, Gülle,

Molke, Fruchtrückstände, Schlachtabfälle, Gastronomieabfälle

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Biochemische HerstellungsverfahrenBiochemische Herstellungsverfahren

Aerober AbbauHumusbildung, Selbstreinigung von Gewässern techn.: Abwasserreinigung,

BioabfallkompostierungDünger

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Biogene FestbrennstoffeBiogene Festbrennstoffe

RückständeNebenprodukteEnergiepflanzenKlärschlamm, Ablauge

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Holzartige BiomasseHolzartige Biomasse

Waldrest- und SchwachhölzerSäge- und IndustrieresthölzerAltholzLandschaftspflegeholzHolz aus Kurzumtriebsplantagen (Pappel)

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Halmgutartige BiomasseHalmgutartige Biomasse

Stroh aus landwirt. Produktion (Getreide, Ölsaaten, Mais,…)

Sonstige Halmgüter (Gräser aus der Landschaftspflege, Energiegräser)

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VerfahrensketteVerfahrenskette

EnergiepflanzenanbauHolz / Kurzumtriebsplantagen

Ernterückstände(z.B.Waldrestholz, Stroh)

Org. Nebenprodukte(z.B.Industrierestholz)

Ernte und Bergung Bergung Bergung

Aufbereitung(z.B. Trocknen, Zerkleinern,

Verdichten, Sortieren)

Transport(z.B. LKW, Traktor,

Förderband, Schnecke)

Lagerung(z.B. Flachlager, Silo,

Feldmiete)

Energetische Umwandlung

(z.B. Verbrennung)

End- / Nutzenergie

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Bsp.: HackgutBsp.: Hackgut

WaldhackgutIndustriehackgutRindenhackgutAltholzhackgut

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WaldhackgutWaldhackgut

Probleme: Nadeln und Blätter erhöhen den Wassergehalt Pilzsporenbildung, Käferbefall,

Nährstoffentzug des Waldes

Lösung: Lagerung des Holzes im Wald, Trocknung

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IndustriehackgutIndustriehackgut

Neben- und Abfallprodukte aus Sägewerkenmeist Hackgut mit anhaftender Rinde

„schwarze Hackschnitzel“„weiße Hackschnitzel“ werden als Rohstoff in

der Papier- und Zellstoffindustrie verwendet

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RindenhackgutRindenhackgut

Hauptsächlich aus der Entrindung in Sägewerken

5 Festmeter Holz ergeben 1 Schüttraummeter Rindenanfall

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PelletsPellets

Presslinge aus trockenem, naturbelassenen Holz (Säge- und Holzspäne)

Heizwert: ca. 4,9 kWh/kgHerstellung braucht rund 2% der Pellets-

BrennstoffenergieProblemlos lagerfähig

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HerstellungHerstellung

Trocknung ZerkleinerungKonditionierungPressungKühlung

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Potenziale und NutzungPotenziale und Nutzung

Theoretisches PotenzialTechnisches Potenzial Nutzung

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Theoretisches PotenzialTheoretisches Potenzial

Berechnung anhand des max. photosynthetischen Wirkungsgrads

Theoretischer Biomasseertrag 180Mio. t/aunterer Heizwert 18,5 MJ/kg Energie rund 3.300 PJ/a

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Theoretisches PotenzialTheoretisches Potenzial

Holz: Bau- und Möbelholz und Holzvorrat

jährl.Holzzuwachs im Ertragswald 31,8 Mio.Vfm

Gesamt in Österreich: 32,3 Mio. fm Holz pro Jahr

=> Potenzial von Holz 258 PJ/a

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Theoretisches PotenzialTheoretisches Potenzial

Stroh: Gesamte Ackerfläche Österreichs bringt einen

Ertrag von 6,3 Mio. t/aHeizwert 18,6 MJ/kgPotenzial 91 PJ/a

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Theoretisches PotenzialTheoretisches Potenzial

Klärschlamm und Ablauge2000 rund 470.000 t prognostiziert

Annahme: theoretisches Aufkommen 520.000 t/aHeizwert 3 – 17,5 MJ/kg theoretisches Potenzial 5,2 PJ/a

Ablauge: 2,8 Mio. t pro Jahr

=> theoretisches Potenzial 22,5 PJ/a

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Technisches PotenzialTechnisches Potenzial

insgesamt liegt das Potenzial für Wärmebereitstellung bei rund 182 PJ/a

ca. 50% der Warmwasser, Raumwärme und Prozesswärme bis 500°C

bei Kraft- Wärme- Kopplung liegt das Potenzial bei 29,5 PJ/a an elektr. Energie und 157 PJ/a an therm. Energie

15 bzw. 43% der Gesamtnachfrage

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NutzungNutzung

Therm. Nutzung ausschließlich durch Verbrennung

überwiegend Raumwärme und WarmwasserTeilweise Kraft-Wärme-Kopplungs-

Anlagen zur Erzeugung von elektr. Energie

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Anlagen zur thermischen Verwertung Anlagen zur thermischen Verwertung von Biomassevon Biomasse

System Anlagen in Stück

Leistung in MW

Brennstoffein-satz in PJ/a

Scheitholzofen 600.000 3.600 24

Scheitholzkessel 300.000 7.500 56

Pellet- und Hackschnitzelfeuerungen (< 100kW)

26.890 1.075 8

Hackschnitzel-/Rindenfeuerungen (100 kW – 1000 kW)

2.638 762 9

Hackschnitzel-/Rindenfeuerungen (>1000 kW)

383 831 9

Wirbelschichtfeuerungen (KWK-Anlagen)

10 632 26

Summe 923.331 13.820 132

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