Masterarbeit Boettger Web

Bauhaus-Universität Weimar Fakultät Bauingenieurwesen

Weiterbildendes Studium - Wasser und Umwelt -

Aufgabenstellung für die Masterarbeit im Weiterbildenden Studium - Wasser und Umwelt -

Thema: Energetische Verwertung von biogenen Reststoffen in thermo-chemischen Biomassevergasungsanlagen zur dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung – Grundlagen, Wirtschaftlichkeit, Zukunftsaussichten –

eingereicht von: Dipl.-Ing. Gunnar Böttger geb. am 20.08.1973 in Karlsruhe Reg.-Nr.: WU - MA 48/05 Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. habil. Werner Bidlingmaier Zweitprüfer: Prof. Dr.-Ing. Eckhard Kraft Ausgabedatum: 20. Januar 2006 Abgabedatum: 19. Juli 2006 Bestätigung durch den Prüfungsausschuss: Prof. Dr.-Ing. habil. Carsten Könke Vorsitzender des Prüfungsausschusses

Erläuterungen zur Aufgabenstellung 1. Problem- und Zielstellung: Immer knapper werdende Ressourcen führen vermehrt zu der Suche nach Alterna-tiven zur künftigen Sicherung der energiewirtschaftlichen Erfordernissen. Vor allem den erneuerbaren Energien wird ein großes Potenzial für die zukünftige Stromerzeugung zugesprochen. Die im Kyoto-Protokoll vereinbarten Klimaschutz-ziele beinhalten auch die Erhöhung der Anteile erneuerbarer Energien am Strom-verbrauch auf 12,5 Prozent bis 2010 und an der Stromerzeugung auf 20 Prozent bis 2020. Durch die Liberalisierung der Energiemärkte in Europa wird unter anderem versucht, jedem Energieerzeuger einen diskriminierungsfreien Zugang zum Strom-netz zu ermöglichen. Dies bedeutet eine Chance für kleinere Energieunternehmen, sich neben den großen Energieversorgungsunternehmen zu etablieren. Die Bundesrepublik besitzt ein erhebliches technisch-wissenschaftliches Potenzial in Belangen der umwelt- und ressourcenschonenden Politik für eine nachhaltige Entwicklung. Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) ist es möglich, dass sich Technologien aus dem Bereich der Biomasse zur Erzeugung von Strom (und Wärme) bereits heute rentabel gestalten lassen. Große Hoffnungen im Bereich der Energie-bereitstellung ruhen speziell auf dem Verfahren der Vergasung von Biomasse. Die Untersuchungen umfassen im wesentlichen wärmegeführte Biomasseverga-sungs-Blockheizkraftwerke zur dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung. Dabei soll vor-wiegend eine installierte elektrische Leistung bis 500 Kilowatt betrachtet werden. Als Brennstoff sollen biogene Reststoffe und Siedlungsabfälle, vorwiegend aber Holz-Hackschnitzel angenommen werden. Schwerpunktmäßig sollen die Wirtschaft-lichkeit des Betriebes von in Planung befindlichen, beziehungsweise realisierten Anlagen der oben genannten Art betrachtet werden. Es fehlt derzeit noch eine ob-jektive Vergleichsmöglichkeit für die Bewertung der Wirtschaftlichkeit. Die Masterarbeit soll zu Beginn neben der grundsätzlichen Themenbeschreibung auch kurz die Thematik der liberalisierten Energiemärkte in Beziehung zur Energie-gewinnung aus Biomasse sowie die Technik der Biomassevergasung erörtern. An-schließend soll die Ausgangssituation der Biomassevergasungs-Blockheizkraftwerke bezüglich der Energiebereitstellung geschildert und die Vorgehensweise bei der Wirtschaftlichkeitsbewertung, gängige Methoden und allgemeine Einflussfaktoren aus dem Energiebereich erörtert werden. Die wichtigsten Faktoren zum wirtschaft-lichen Betrieb von Biomassevergasungs-Blockheizkraftwerken sollen identifiziert und auf ihre praktische Anwendbarkeit für Kommunen und Investoren hin über-prüft werden. Als Ergebnis soll eine Vergleichsmöglichkeit für einzelne Biomasse-vergasungs-Blockheizkraftwerke geschaffen werden.

2. Schwerpunkte der Bearbeitung Gliederung und Inhalt der Masterarbeit:

• 1 Einleitung

• 2 Analyse und Beschreibung des thematischen Hintergrundes • 2.1 Liberalisierte Energiemärkte • 2.2 Grundlagen der thermochemischen Biomassevergasung • 2.3 Dezentrale Kraft Wärme Kopplung

• 3 Suche und Auswahl von Materialien und Methoden zur Wirtschaftlich-

keitsuntersuchung energetischer Prozesse • 3.1 Methoden der Wirtschaftlichkeitsbewertung • 3.2 Grundsätzliche Einflussfaktoren • 3.3 Identifizierung der relevanten Energiekennzahlen • 3.4 Validität der ausgesuchten Kennzahlen

• 4 Darlegung der Ergebnisse • 4.1 Standortanalyse • 4.2 Wirtschaftlichkeit der Holzvergasungssysteme

• 5 Diskussion und Ausblick

• 6 Zusammenfassung

3. Hinweise Der Stand der Arbeit wird in regelmäßigen Abständen, aber mindestens einmal monatlich, z.B. per E-Mail zwischen Betreuer, Prüfern und Bearbeiter ausgetauscht und das weitere Vorgehen beraten. Bei größeren Bearbeitungsschwierigkeiten nimmt der Bearbeiter umgehend Kontakt mit dem Betreuer auf. Sofern die Absicht besteht, die Bearbeitungsschwerpunkte der Masterarbeit zu ändern oder zu präzi-sieren, bedarf dies der Zustimmung des Erstgutachters. Die beigefügten Hinweise für die Erstellung von Masterarbeiten sind zu beachten. Die Ergebnisse der Masterarbeit sind in Thesen zusammenzufassen. Die Abgabe der Arbeit erfolgt in folgender Form: 3 schriftliche Exemplare, 1 elektronischer Daten-träger (Arbeit komplett, ggf. mit Anlagen), 2 Exemplare der Thesen, 2 Erfassungsbe-lege, 1 Poster (ca. 80 x 80 cm).

Abkürzungsverzeichnis BHKW = Blockheizkraftwerk BiomVg-BHKW = Biomassevergasungs-Blockheizkraftwerk BMVEL = Bundesministerium für Verbraucherschutz, Ernährung und Landwirtschaft DGS = Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. EEG = Erneuerbare Energien Gesetz EK =Eigenkapital FEE = Fördergesellschaft Erneuerbare Energien e.V. FK =Fremdkapital FNR = Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. GJ =Gigajoule GuD = Gas und Dampf (Prozeß) GW =Gigawatt GWh =Gigawattstunden IGCC = Integrated Gasification Combined Cycle kW =Kilowatt kWel = Elektrische Leistung in Kilowatt kWh =Kilowattstunde kWinst = Installierte Leistung in Kilowatt kWinst,el = Installierte, elektrische Leistung in Kilowatt KWK = Kraft-Wärme-Kopplung MAP Marktanreizprogramm Erneuerbare Energien max. = maximal NAWARO= nachwachsende Rohstoffe PJ =Petajoule ScMI = Scenario Management International th/ch = Thermochemisch UMSICHT = Fraunhofer-Institut für Umwelt- Sicherheits- und Energietechnik VDI = Verein Deutscher Ingenieure verwendete Einheiten: fm = Festmeter GWh = Gigawattstunde kW = Kilowatt m = Meter Mio. = Million MW = Megawatt MWh = Megawattstunde PJ =Petajoule ppm = parts per million rm = Raummeter t = Tonne TJ = Terajoule

Inhaltsverzeichnis I

INHALTSVERZEICHNIS 1 EINLEITUNG....................................................................................................................8 2 THEMATISCHER HINTERGRUND ...............................................................................10

2.1 Problemstellung......................................................................................................10 2.2 Liberalisierte Energiemärkte...................................................................................13 2.3 Grundlagen der thermochemischen Biomassevergasung.....................................16

2.3.1 Allgemeines ........................................................................................................16 2.3.2 Verbrennung.......................................................................................................16 2.3.3 Vergasung ..........................................................................................................17

2.4 Dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung.........................................................................22 2.4.1 Möglichkeiten der Gasverwertung ......................................................................22 2.4.2 Kraft-Wärme-Kopplung in einem Blockheizkraftwerk .........................................24 2.4.3 Emissionen .........................................................................................................26

2.5 Genehmigung .........................................................................................................28 3 MATERIAL UND METHODEN.......................................................................................31

3.1 Material ...................................................................................................................31 3.1.1 Joos-Vergaser ....................................................................................................31 3.1.2 Weitere Holzvergasungsanlagen........................................................................32

3.2 Methoden................................................................................................................32 3.2.1 Versuche zur Holzvergasung..............................................................................32 3.2.2 Grundlagen der Wirtschaftlichkeitsberechnung ..................................................36

4 ERGEBNISSE................................................................................................................44 4.1 Versuchsergebnisse ...............................................................................................44

4.1.1 Versuchsergebnisse zur Bestimmung des Gasertrags und des Heizwertes ......44 4.1.2 Versuchsergebnisse zur Bestimmung des Trockensubstanzgehalts und des

Glühverlusts der Ascherückstände .....................................................................45 4.1.3 Versuchsergebnisse zur Rauchgasreinigung .....................................................45 4.1.4 Versuchsergebnisse zur elektrischen Leistungsbestimmung .............................47

4.2 Wirtschaftlichkeitsberechnung................................................................................51 4.2.1 Allgemeines ........................................................................................................51 4.2.2 Wirtschaftlichkeitsberechnung mit 30 kW elektrischer Leistung .........................53 4.2.3 Wirtschaftlichkeitsberechnung mit 150 kW elektrischer Leistung .......................56 4.2.4 Wirtschaftlichkeitsberechnung mit 500 kW elektrischer Leistung .......................59 4.2.5 Fazit ....................................................................................................................62

5 DISKUSSION UND AUSBLICK.....................................................................................63 6 ZUSAMMENFASSUNG .................................................................................................73

Inhaltsverzeichnis I

7 LITERATURVERZEICHNIS ...........................................................................................75 8 ANHANG........................................................................................................................80

8.1 Versuchsblatt Pilotanlage Tettnang........................................................................80 8.2 Bilder ......................................................................................................................82 8.3 Holzvergaserhersteller............................................................................................89

8.3.1 DreBe GmbH ......................................................................................................89 8.3.2 NRP (Natur-Rohstoff-Pyrolyse) GmbH ...............................................................92 8.3.3 TM-Engineering ..................................................................................................95 8.3.4 Weitere Anbieter .................................................................................................98

Abbildungsverzeichnis II

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abb. 1: Shell-Studie über die Entwicklung der Energieversorgung (2001) ...................11 Abb. 2: Entwicklung der Energiekosten aller privaten Haushalte ohne Kraftstoffe .....14 Abb. 3: Beitrag erneuerbarer Energien zum Primärenergieverbrauch 2004 ..................15 Abb. 4: Grundprinzipien der verschiedenen Vergaserbauarten .....................................20 Abb. 5: Zonen der Vergasung am Beispiel eines Festbett-Gleichstromvergasers .......21 Abb. 6: Durchschnittliche Zusammensetzung von Holzgas ...........................................22 Abb. 7: Stromerzeugung aus Biomasse mit unterschiedlichen Verfahren ....................23 Abb. 8: Funktion, Energie- und Stoffströme (übernommen von Kleinhappl, 2001) .......27 Abb. 9: Holzvergaser (Tettnang) mit einer elektrischen Leistung von 30 kW ................31 Abb. 10: Versuchsaufbau an der Ebert Mühle zur Bestimmung des Gasertrags...........32 Abb. 11: Versuchsaufbau zur Messung der elektrischen Leistung ................................35 Abb. 12: Holzgasflamme mit hohem organischen Anteil (Kondensat, Teer)..................44 Abb. 13: Optimale Holzgasflamme .....................................................................................44 Abb. 14:Teerrückstände in einem Mikrovlies bei verschiedenen Randbedingungen ...46 Abb. 15: Teerrückstände in einem Mikrovlies nach der Holzgasreinigung ....................46 Abb. 16: Reinigungsflüssigkeiten mit unterschiedlicher Teerbelastung........................47 Abb. 17: Abfackeln des Holzgases vor dem Start des Belarus BHKWs .........................48 Abb. 18: Leistungsmessung bei der Vergasung von Rapskuchen .................................49 Abb. 19: Motorschaden des Belarus BHKW ......................................................................50 Abb. 20: Leistungsverteilung bei dem 200-Stunden-Test mit Holzhackschnitzeln........51 Abb. 21: Wirtschaftlichkeit einer 30 kWel Anlage (ungünstiger Fall)...............................54 Abb. 22: Wirtschaftlichkeit einer 30 kWel Anlage (Normalfall) .........................................55 Abb. 23: Wirtschaftlichkeit einer 30 kWel Anlage (Idealfall) .............................................56 Abb. 24: Wirtschaftlichkeit einer 150 kWel Anlage (ungünstiger Fall).............................57 Abb. 25: Wirtschaftlichkeit einer 150 kWel Anlage (Normalfall) .......................................58 Abb. 26: Wirtschaftlichkeit einer 150 kWel Anlage (Idealfall) ............................................59 Abb. 27: Wirtschaftlichkeit einer 500 kWel Anlage (ungünstiger Fall) .............................60 Abb. 28: Wirtschaftlichkeit einer 150 kWel Anlage (Normalfall) .......................................61 Abb. 29: Wirtschaftlichkeit einer 500 kWel Anlage (Idealfall) ...........................................62

Tabellenverzeichnis III

TABELLENVERZEICHNIS Tab. 1: Phasen der Verbrennung (nach Nussbaumer, 1994) ...........................................17 Tab. 3: Merkmale verschiedener Motorenbauarten .........................................................25 Tab. 4: Emissionsgrenzwerte im Vergleich (übernommen von Kleinhappl, 2001) ........26 Tab. 5: Vergütungssätze des EEG (Angaben in Cent/kWh) .............................................40 Tab. 6: Ermittlung des Heizwertes bei unterschiedlichem Feuchtegehalt .....................45 Tab. 7: Elektrische Leistungsmessung..............................................................................48

Thematischer Hintergrund 8

1 EINLEITUNG Biomasse (hauptsächlich Holz) war noch vor 200 Jahren unsere Hauptenergiequelle. Die

dichte Besiedlung, die beginnende Industrialisierung und der wachsende Lebensstandard

wurden damals allerdings nur durch den Einsatz preisgünstiger, fossiler Brennstoffe wie

Erdöl, Gas und Kohle ermöglicht. Dabei wird die Weltjahresproduktion an zu erntender

Biomasse auf ein Vielfaches des heutigen Primärenergieverbrauchs geschätzt.[1]

Die bislang gewöhnlichste und bekannteste Form der energetischen Nutzung von Biomasse

ist die direkte thermische Umwandlung, die Verbrennung. Daneben gibt es aber auch weitere

Möglichkeiten, feste Biomasse für energetische Zwecke zu nutzen. Eine Option ist die

Vergasung, deren Technologie im Mittelpunkt dieser Arbeit steht.

Durch die im Kyoto-Protokoll vereinbarten Klimaschutzziele wird sich voraussichtlich der

Anteil Erneuerbarer Energien am Stromverbrauch auf 12,5 Prozent bis zum Jahr 2010 und

an der Stromerzeugung auf 20 Prozent bis 2020 erhöhen.[2] Durch die Liberalisierung der

Energiemärkte in Europa wird unter anderem versucht, jedem Energieerzeuger einen

diskriminierungsfreien Zugang zum Stromnetz zu ermöglichen. Dies bedeutet eine Chance

für kleinere Energieunternehmen, sich neben den großen Energieversorgungsunternehmen

zu etablieren.

Die Bundesrepublik ist in Europa und der Welt einer der Vorreiter in Belangen der Umwelt

und Ressourcen schonenden Politik für eine nachhaltige Entwicklung. Durch das

Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) ist es möglich, dass sich Technologien aus dem

Bereich der Biomasse zur Erzeugung von Strom (und Wärme) bereits heute rentabel

gestalten lassen. Das Potential für den Anteil der Biomasse am Primärenergieeinsatz wird

aktuell auf sechs bis acht Prozent geschätzt.[3] Da dieses Potenzial leicht zu nutzen ist [4],

ruhen große Hoffnungen im Bereich der Energiebereitstellung speziell auf dem Verfahren der

Vergasung von Biomasse. In den letzten Jahren haben verfrühte Erfolgsmeldungen über

serienreife Anlagen und hohe Renditeversprechungen geradezu eine Euphoriewelle

ausgelöst.

Ob diese begründet ist und welche Zukunftsaussichten wärmegeführte

Biomassevergasungsanlagen zur dezentralen Kraft-Wärme-Kopplung im liberalisierten

Energiemarkt haben, soll die vorliegende Masterarbeit aufzeigen.

Dabei wird eine installierte elektrische Leistung bis 500 Kilowatt betrachtet und eine

Wirtschaftlichkeitsuntersuchung sowohl von in Planung befindlichen als auch bereits

realisierten Anlagen (vorwiegend mit Holz-Hackschnitzeln und Rapskuchen), vorgenommen.

Ziel ist es, die maximal möglichen Investitionskosten für bestimmte Anlagengrößen zu


ermitteln. Zu diesem Zweck wurde ein Rechenprogramm entwickelt, das die

Wirtschaftlichkeit von Biomassemassevergasungsanlagen näherungsweise ermitteln kann.

Die Daten dazu lieferten existierende Holzvergasungsanlagen, die im Anhang genauer

beschrieben sind, und Versuche an einem Eigenbau-Holzvergaser, der über das

Existenzgründungsprogramm Exist Seed an der Technischen Hochschule Karlsruhe

gefördert wird.


2 THEMATISCHER HINTERGRUND

2.1 Problemstellung

Der Bericht des Club of Rome „Die Grenzen des Wachstums“ zur Lage der Menschheit aus

dem Jahr 1972 weckte erstmals ein öffentliches Bewusstsein für die Begrenztheit natürlicher

Ressourcen und die damit verbundenen Probleme. Durch die beiden Energiekrisen während

der siebziger Jahre erkannten viele Menschen die Endlichkeit der Vorräte und die absehbare

Erschöpfung an fossilen und letztlich auch nuklearer Brennstoffe. Darüber hinaus wurde eine

immer breiter werdende Bevölkerungsschicht gegenüber den ökologischen Auswirkungen

des stark erhöhten Energieumsatzes sensibilisiert. Diesen kommt im Sinne der nachhaltigen

Entwicklung eine besondere Bedeutung zu; sie sind wesentlich für die Erhöhung der

Konzentration der treibhauswirksamen Gase in der Atmosphäre verantwortlich.[5]

Durch die Nutzung fossiler Energieträger werden unterirdische Kohlenstoffmengen in die

Atmosphäre verlagert. Dieser Prozess ist zu mehr als 50 Prozent für die genannte

Konzentrationserhöhung verantwortlich. Wissenschaftlich gilt es inzwischen als unstrittig,

dass der durch die gehäufte Verbrennung fossiler Energien zusätzliche CO2-Eintrag in die

Erdatmosphäre einen Treibhauseffekt bewirkt, aus dem irreversible Klimaveränderungen

resultieren.[6]

Für die Weltenergieversorgung stellen aber auch die politischen Risiken ein großes Problem

dar. Die Masse der Öl- und Gas-Reserven ist in der labilen Region zwischen dem persisch-

arabischen Golf und Westsibirien konzentriert. Diese Tatsache erfordert mehr denn je eine

zielorientierte, d. h. an langfristigen Notwendigkeiten orientierte Energiepolitik.

Allerdings konnte man erst in den letzten Jahren eine Kurskorrektur erkennen. Die deutsche

Wirtschaft und die Bundesregierung haben am 9. November 2000 eine

Selbstverpflichtungsvereinbarung zur Klimavorsorge beschlossen. Die ehrgeizige

Zielsetzung sieht bis 2012 eine Minderung der spezifischen Emissionen der im Kyoto-

Protokoll genannten Treibhausgase um 35 Prozent (im Vergleich zu 1990) vor.[7] Dies

erfordert nun die konsequente Weiterentwicklung erneuerbarer Energieträger.

Nach einer Shell-Studie (Abb. 1) wird sich der Energiebedarf in den nächsten 50 Jahren

verdoppeln und wird zur Hälfte von erneuerbaren Energieträgern gedeckt werden. Schon bis

zum Jahr 2010 wird sich europaweit der Anteil an Bioenergie nach dieser Studie von heute

sieben Prozent auf 12 Prozent fast verdoppeln.


Abb. 1: Shell-Studie über die Entwicklung der Energieversorgung (2001) [8]

Zur Verminderung der Emission treibhauswirksamer Gase ist eine Reduzierung der zur

Deckung des Energiedienstleistungsbedarfs eingesetzten fossilen Kohlenstoffmengen

anzustreben. Aufgrund der energiewirtschaftlichen Zusammenhänge kann dieses Ziel weiter

unterteilt werden in zwei Stoßrichtungen: Einerseits in die Reduzierung des

Nutzenergiebedarfs und andererseits in den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energieträger

zur Deckung des verbleibenden Nutzenergiebedarfs.

Für die zweite Stoßrichtung ist der erneuerbare Energieträger Biomasse von besonderer

Bedeutung. Dies wird auch dadurch deutlich, dass dem von der Europäischen Kommission

veröffentlichten Weißbuch "Energie für die Zukunft: Erneuerbare Energieträger" der

Bioenergie der größte Anteil bei der angestrebten Ausweitung des Einsatzes erneuerbarer

Energieträger zugewiesen wird: „84 Prozent der zusätzlichen Quellen, welche für die

angestrebte Verdoppelung des gegenwärtigen Einsatzes erneuerbarer Energieträger in der

Europäischen Union notwendig sind, stammen aus der Biomasse“.[9]


Während die genannten Zahlen, ebenso wie das 1988 aufgestellte Toronto-Ziel, als

"politische Bekenntnisse" und "wissenschaftliche Prognosen" anzusehen sind, sind mit der

Ratifizierung und Operationalisierung der Kyoto-Vereinbarung verbindliche Vorgaben

gemacht worden, die einen konkreten technischen und wirtschaftlichen Aufwand zur Folge

haben werden. Die Bioenergie wird einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der in diesem

Zusammenhang für Deutschland geltenden Vorgabe (Steigerung des Anteils erneuerbarer

Energien an der Stromerzeugung bis zum Jahr 2010 auf mindestens 12,5 Prozent und bis

zum Jahr 2020 auf mindestens 20 Prozent) leisten müssen.

Auch die europäische Perspektive sieht in einem Aktionsplan für Biomasse vom 7.12.2005,

dass allein durch Biomasse eine Steigerung des Anteils Erneuerbarer Energien um fünf

Prozent möglich sei. Dadurch verringere sich die Importabhängigkeit von 48 Prozent auf 42

Prozent. Gegenwärtig decken nur 4% des großen Biomassepotenzials in der EU den

Energiebedarf (69 Mio. Tonnen Rohöläquivalent in 2003). Bei vollständiger Nutzung des EU-

Potenzials bis 2010 sei eine Steigerung auf 185 Mio. Tonnen Rohöläquivalent möglich und

das im Einklang mit guter landwirtschaftlicher Praxis, unter Wahrung einer nachhaltigen

Biomasseerzeugung und ohne eine nennenswerte Beeinträchtigung der inländischen

Nahrungsmittelerzeugung.[10]

Die energetische Biomasseverwertung gilt heutzutage als fortschrittliche und

zukunftsweisende Technologie zur umweltgerechten Energieerzeugung. Mit der Bioenergie

werden sowohl klima- und umweltschutzbezogene Fragestellungen gelöst als auch die

Wirtschaftsstruktur, insbesondere des ländlichen Raums, gestärkt. Gerade den Städten und

Gemeinden bietet die energetische Verwertung biogener Rest- und Abfallstoffe die

Möglichkeit, beispielsweise ihre Entsorgungskosten zu reduzieren und gleichzeitig den

internationalen Verpflichtungen des Klimaschutzes nachzukommen. Die Bioenergie spielt

daher bereits heute in vielen Lokale-Agenda-Initiativen eine maßgebliche Rolle.

Die Verstromung von Biomasse, speziell von Holz, stellt eine der effizientesten und

umweltfreundlichsten Möglichkeiten dar.

Dabei wird feste Biomasse während eines thermochemischen Prozesses in ein brennfähiges

Gas umgewandelt. Die Erzeugung dieses Sekundärenergieträgers bietet in Bezug auf

Handhabung und Konversionsmöglichkeiten in Nutzenergie entscheidende Vorteile. Zwar

laufen grundsätzlich die gleichen Umwandlungsprozesse ab, wie sie auch bei der

Verbrennung gegeben sind, die einzelnen Stufen der thermochemischen Umwandlung

werden jedoch zeitlich und räumlich getrennt. Das entstehende Produktgas kann somit in


einem Blockheizkraftwerk genutzt werden und so mittels Kraft-Wärme-Kopplung den

Energiegehalt des Brennstoffs optimal nutzen.

Nachdem vor allem die Firma Imbert Reaktoren zur Erzeugung von Holzgas und dessen

Verwertung in Motoren schon vor 60 Jahren entwickelt hatte, geriet die Technologie der

Holzvergasung in den Jahren des billigen Erdöls der Nachkriegszeit leider fast vollständig in

Vergessenheit. Daher wurde auch die Entwicklung zur Erzeugung elektrischer Energie in

kleinen stationären Anlagen eingestellt.

Nach der Novellierung des Erneuerbaren-Energien-Gesetzes (EEG) und die damit gegebene

Wirtschaftlichkeitsverbesserung für Holzverstromungsanlagen ist die Entwicklung gerade in

den letzten Jahren wieder aufgenommen worden. Die Hoffnung auf das große Geld ist daher

eröffnet, und stellenweise scheinen Projekte und Anlagenkonzepte aus dem Boden zu

schießen, die zauberhafte Renditen versprechen, auch ohne dass eine adäquate Nutzung

der Wärme notwendig ist.

Um jedoch eine nachhaltige Energiewirtschaft und nicht die Fortsetzung der konventionellen

Energiewirtschaft mit anderen Rohstoffen zu schaffen, muss die Holzvergasung aber ihre

Stärke ausspielen: Die vollständige Wärme- und Stromerzeugung. Dies funktioniert in der

Regel nur bei dezentralen Standorten. Eine weitere Liberalisierung der Energiemärkte

könnte für eine erfolgreiche Renaissance dieser eleganten Form der Energiegewinnung

hilfreich sein.

2.2 Liberalisierte Energiemärkte Aufgrund der Bemühungen der Europäischen Union wurde vor einigen Jahren die

Liberalisierung der Elektrizitätsmärkte in Europa beschlossen. In den späten 1980er Jahren

begannen bereits erste Reformbemühungen für eine wettbewerbliche Öffnung des

Strommarktes und den Netzzugang Dritter. Die ersten Richtlinien zur Gewährleistung der

Preistransparenz und zum Transit elektrischer Energie wurden im Juni und Oktober 1990

verabschiedet.[11] Nach weiteren Vorschlägen und Verhandlungen kam es dann im Jahr

1997 zur Verabschiedung der Elektrizitätsbinnenmarktrichtlinie (96/92/EG). Diese wurde

anschließend im Juli 2004 durch die Beschleunigungsrichtlinie zum Elektrizitätsbinnenmarkt

(2003/54/EG) ersetzt. Kernpunkte dieser Richtlinie sind die stufenweise Mindestöffnung der

Strommärkte, die Entflechtung von Erzeugung/Transport/Verteilung (so genanntes

„unbundling“) und ein diskriminierungsfreier Netzzugang sowie die Einrichtung nationaler

Regulierungsbehörden.[12] Diese Liberalisierung ist nun auch mehr oder minder

Material und Methoden 31

3 MATERIAL UND METHODEN

3.1 Material 3.1.1 Joos-Vergaser Grundlage dieser Arbeit und der Wirtschaftlichkeitsberechnung sind Versuche, die an einem

Eigenbau-Holzvergaser nach dem Joos-Prinzip bei Tettnang, an der Ebert Mühle in Dielheim

und in Bodnegg auf dem Joos-Bauernhof durchgeführt wurden und im Folgenden

beschrieben sind. Ziel der Versuche war es dabei, Ergebnisse über die Gasqualität und-

quantität zu erlangen, um Aussagen über den wirtschaftlichen Betrieb solcher Anlagen zu

ermöglichen.

Der Eigenbau-Holzvergaser in Tettnang (Abb. 9) ist ein Gleichstrom Festbettvergaser, bei

dem Holzhackschnitzel und Rapskuchen vergast und die Versuche zur Gasreinigung

durchgeführt wurden. Hier wurde, ebenso wie auf dem Bauernhof in Bodnegg, die

elektrische Leistung in einem Blockheizkraftwerk bestimmt.

Abb. 9: Holzvergaser (Tettnang) mit einer elektrischen Leistung von 30 kW: links der Reaktor mit Speicherraum, rechts das Belarus BHKW mit Zündanlage

Material und Methoden 32

3.1.2 Weitere Holzvergasungsanlagen

Eine umfassende Recherche zu den aktuell am Markt befindlichen Holzvergasungssystemen

und deren Vor- bzw. Nachteile wurde im Rahmen einer Veröffentlichung [43] und einer

Diplomarbeit [44] erstellt. Diese Recherche kann im Anhang nachgelesen werden. Die Daten

wurden für die Annahmen bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung herangezogen.

3.2 Methoden 3.2.1 Versuche zur Holzvergasung Die Versuche an einem Holzvergaser wurden auf dem Eigenbau-Holzvergaser bei Tettnang,

an der Ebert Mühle in Dielheim und in Bodnegg auf dem Joos-Bauernhof durchgeführt.

Ziel dieser Versuche war es zunächst, an der Ebert Mühle Informationen über den Gasertrag

(Versuchsaufbau siehe Abb. 10), den Brennwert und die Aschequalität der Hackschnitzel

und Rapskuchen zu erlangen. Im Anschluss wurden Versuche zur Holzgasreinigung

unternommen. Die erzeugte Leistung konnte auf dem Joos-Bauernhof in Bodnegg und in der

Anlage in Tettnang bestimmt werden.

3.2.1.1 Versuch zur Bestimmung des Gasertrags

Abb. 10: Versuchsaufbau an der Ebert Mühle zur Bestimmung des Gasertrags

Der zu vergasende Brennstoff wird zunächst gewogen und sein organischer

Trockensubstanzgehalt mittels Trocknung in einem Ofen bestimmt. Die Anlage wird danach

beschickt. Zu Beginn des Prozesses wird mit einem Seitenkanalverdichter und einem

Ergebnisse 44

4 ERGEBNISSE 4.1 Versuchsergebnisse 4.1.1 Versuchsergebnisse zur Bestimmung des Gasertrags und des Heizwertes Im Versuch an dem Eigenbau-Holzvergaser bei Tettnang wurden in einer Stunde ca. 30 kg

Holzhackschnitzel vergast. Das Gas wurde zunächst nur abgefackelt. Dabei entstand eine

ca. 80 cm lange Holzgasflamme (siehe Abb.12).

Abb. 12: Holzgasflamme mit hohem organischen Anteil (Kondensat, Teer)

Nach ca. fünf Minuten hatte der Reaktor die nötige Prozesstemperatur erreicht, und es

entstand eine fast durchsichtige Holzgasflamme (siehe Abb. 13).

Abb. 13: Optimale Holzgasflamme

Ergebnisse 45

Der theoretische Heizwert dieses Gases ergab sich nach der Gleichung in Kapitel 3.2 und ist

in Tabelle 6 dargestellt:

Tab. 6: Ermittlung des Heizwertes bei unterschiedlichem Feuchtegehalt Holz:

Feuchtegehalt: 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0%

Heizwert 3,92 kWh/kg 3,46 kWh/kg 3,00 kWh/kg 2,54 kWh/kg 2,08 kWh/kg 1,62 kWh/kg 1,16 kWh/kg

Durchsatz 30,00 kg/h 30,00 kg/h 30,00 kg/h 30,00 kg/h 30,00 kg/h 30,00 kg/h 30,00 kg/h

Thermische Leistung 117,60 kW 103,79 kW 89,98 kW 76,17 kW 62,36 kW 48,55 kW 34,74 kW

Rapskuchen:

Feuchtegehalt: 0,0% 10,0% 20,0% 30,0% 40,0% 50,0% 60,0%

Heizwert 5,04 kWh/kg 4,47 kWh/kg 3,90 kWh/kg 3,32 kWh/kg 2,75 kWh/kg 2,18 kWh/kg 1,61 kWh/kg

Durchsatz 25,00 kg/h 25,00 kg/h 25,00 kg/h 25,00 kg/h 25,00 kg/h 25,00 kg/h 25,00 kg/h

thermische Leistung 126,00 kW 111,69 kW 97,38 kW 83,08 kW 68,77 kW 54,46 kW 40,15 kW

Die Heizwerte des reinen Rapskuchens liegen mit 7,7 kwh/kg [63] noch deutlich höher. Um

durch den höheren Energiegehalt den Reaktorkern nicht zu beschädigen, handelte es sich

bei dem Versuchsrapskuchen um eine spezielle Mischung aus Holzspänen mit einem

geringeren Heizwert (5,04 kWh/kg)

4.1.2 Versuchsergebnisse zur Bestimmung des Trockensubstanzgehalts und des Glühverlusts der Ascherückstände

Der Trockensubstanzgehalt des bei den Versuchen verwendeten Hackgutes lag zwischen 79

und 85 Prozent. Der Glühverlust der in dem Tuchfilter zurück gehaltenen Ascherückstände

betrug bei der Vergasung des Restholzes ca. 82 Prozent.

Der Rapskuchen wurde von der Ebert Mühle in Dielheim geliefert. Der

Trockensubstanzgehalt kann exakt in der Produktion der Pellets bestimmt werden. Er lag

hier bei hier 85 Prozent. Der Glühverlust der in dem Zyklon zurück gehaltenen

Ascherückstände betrug bei der Vergasung des Hackgutes ca. 82 Prozent und bei der

Rapskuchenvergasung ca. 86 Prozent.

4.1.3 Versuchsergebnisse zur Rauchgasreinigung Im ungereinigten Produktgas konnten Teergehalte zwischen 1.000 mg/m3 und 20.000 mg/m3

gemessen werden (Abb. 14).

Ergebnisse 51

Abb. 20: Leistungsverteilung bei dem 200-Stunden-Test mit Holzhackschnitzeln

Als Ergebnis konnte festgestellt werden, dass aus einem Kubikmeter Hackschnitzel

durchschnittlich ungefähr 180 kWh elektrische Energie erzeugt werden konnte. Dieses

Ergebnis spiegelte sich auch in der größeren Anlage in Tettnang wider. Für die

Wirtschaftlichkeitsanalyse wurde mit diesem Wert (180kWh Stromertrag pro Kubikmeter

Hackschnitzel) gerechnet.

4.2 Wirtschaftlichkeitsberechnung 4.2.1 Allgemeines Da die getroffenen Annahmen teilweise Ergebnisse der Versuche aus dem vorhergehenden

Kapitel sind, werden diese hier erläutert. Bei der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung soll

untersucht werden, wann eine Investition bei unterschiedlichen Randbedingungen (Leistung,

Brennstoff, Einspeisevergütung, Wirkungsgrad) sinnvoll ist.

Ein Problem bei der Untersuchung zur Rentabilität einer Biomassevergasungsanlage ist,

dass diese Technologien erst in den letzten Jahren durch die Einführung des Erneuerbare-

Energien-Gesetzes (EEG) und der Biomasseverordnung effektiv weiterentwickelt wurden.

Gerade bei den kleinen Anlagen fehlen deshalb bislang die geforderten Dauertests, um eine

genaue Aussage über deren Zuverlässigkeit und anfallende Investitions- und Betriebskosten

zu machen.

Als Grundlage zur folgenden Berechnung werden die Versuchsergebnisse aus Kapitel 4.1

herangezogen und mit den hier aufgeführten Annahmen ergänzt. In einer

Ergebnisse 52

Sensitivitätsanalyse werden die bei der Annahme getroffenen Werte variiert. Daher werden

immer ein ungünstiger, ein Normal- sowie ein Idealfall betrachtet.

Im Folgenden werden Kosten und Nutzen der Biomassevergasungsanlage aufgezeigt. Die

Schwierigkeit bei der Berechnung lag vor allem in der Bestimmung der Einnahmen durch das

Blockheizkraftwerk, da noch bei keiner Anlage ein dauerhafter Betrieb (über 3000 Stunden)

durchgeführt werden konnte. Bei der Berechnung für die Holzvergasungsanlage wurden die

Versuchsergebnisse aus Kapitel 4.1 ausgewertet und auf wirtschaftliche Betriebsgrößen von

verschiedenen elektrischen Leistungen bis 500 kW adaptiert.

Die Kosten setzen sich aus einmaligen Investitionskosten (fixe Kosten) und den jährlichen

Kosten (variable Kosten, wie Betriebskosten und Personalkosten) zusammen. Der Nutzen

errechnet sich aus den Einnahmen durch die Strom- und Wärmeerzeugung und wird über

das Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) bestimmt.

Durch den Kapitalwert kann die Wirtschaftlichkeit einer Investition bestimmt werden. Wie in

Kapitel 3.2.2.2 beschrieben, wird dabei das eingesetzte Kapital mit einer Anlage bei einer

Bank verglichen. Der Zinssatz wird mit sechs Prozent angenommen. Ist der Kapitalwert

größer als null, ist die Investition rentabler als die Anlage bei der Bank. Der interne Zinsfuß

gibt die Verzinsung des eingesetzten Kapitals an. Die Differenz zwischen den jährlichen

Einnahmen und Ausgaben ergibt den Betrag der Zahlungsreihe.

Die Annuität wurde für den Fall einer Fremdfinanzierung berechnet und gibt die jährliche

Rückzahlung an. Die Differenz der Zahlungsreihe und der Annuität ergibt dann den

jährlichen Gewinn oder Verlust.

Da die Technik der Holzvergasung noch nicht die Marktreife erlangt hat, gibt es noch keine

Preise für die Biomassevergasungsanlage. Über die durch den Kapitalwert bestimmte

maximale Investitionssumme (C=0) wird der maximal mögliche Preis für die

Holzvergasungsanlage berechnet, die gerade noch einen wirtschaftlichen Betrieb ermöglicht.

Folgende Annahmen wurden für die Wirtschaftlichkeitsberechnung getroffen:

- Der Zinssatz beträgt 6 Prozent bei einem vollkommenen Kapitalmarkt.

- Die Zahlungsreihe beträgt 10 Jahre.

- Die Anlage läuft 6.500 Stunden pro Jahr.

- Die Stromeinspeisevergütung beträgt durch EEG pro kWh 11,1 Cent (bis 150 kW

elektrische Leistung) bzw. 0,096 (ab 150 kW elektrische Leistung). Die Degression

von 1,5 Prozent pro Jahr ab 2004 wird berücksichtigt).

Ergebnisse 53

- Die produzierte Wärme hat einen Wert von 5 Cent pro kWh (abhängig vom Ölpreis).

- Personalkosten werden für eine Stunde pro Tag berechnet (siehe Anhang).

- Betriebskosten (siehe Anhang): Anlagengröße 30 kW: 6.000 Euro,

Anlagengröße 150 kW: 30.000 Euro,

Anlagengröße 500 kW: 100.000 Euro.

Weitere spezifische Annahmen:

- Ungünstiger Fall: Vergütung 11,1 bzw. 0,096 Cent (ohne Nawaro-, Technologie-

und KWK-Bonus), Holzpreis 16 Euro, Wärmenutzung 30 %;

- Normalfall: Vergütung 15,1 (0,136) (11,1 (0,096) + 2 Cent Technologie- + 2

Cent KWK-Bonus), Holzpreis 14 € pro Kubikmeter,

Wärmenutzung 50%;

- Idealfall: Vergütung 21,1 Cent (11,1 (0,096) +2 Cent Technologie- + 2

Cent KWK- + 6 Cent Nawaro-Bonus), Holzpreis 12 € pro

Kubikmeter, Wärmenutzung 80%.

Beim Normalfall wird aufgrund der in Kapitel 3.2.2.5 angesprochenen Schwierigkeiten in der

Defintion des NAWARO Bonus auf diesen verzichtet. Ausserdem werden hier nur fünfzig

Prozent der theoretisch zur Verfügung stehenden Wärme in diesem Fall finanziell vergütet,

da aufgrund fehlender aufgezeichneten Daten noch nicht feststeht, wie viel der Wärme auch

tatsächlich genutzt werden kann.

Auf der linken Seite (graues Feld) sieht man die Eingabemaske, der die unterschiedlichen

Randbedingungen und Werte eingegeben wurden. Auf der rechten Seite sind dann jeweils

die Ausgaben (rotes Feld) aufgeteilt in die einmalige Investition bzw. die jährlichen Kosten

und die jährlichen Einnahmen (grünes Feld) über die Strom- und Wärmeerzeugung. Im

gelben Feld sind alle relevanten Finanzdaten aufgeführt. Neben der Investition sind das die

zehnjährige Zahlungsreihe, der Kapitalwert (C=0 ergibt die maximalen Investitionskosten)

und die Annuität sowie der interne Zins.

4.2.2 Wirtschaftlichkeitsberechnung mit 30 kW elektrischer Leistung 4.2.2.1 Ungünstiger Fall:

Ausgaben:

Investitionskosten (in €): 10.000 Investition Holzvergasungsanlage 10.000 €

Brennstoffpreis (in € pro Kubikmeter): 16,00 (jährlich):

Vergütung Strom (in €): 0,111 Betriebskosten/Wartung 6.000 €

Vergütung Wärme (in €): 0,050 Arbeitszeit: 10.950 €

Elektrische Leistung (in kW): 30,00 Brennstoff: 17.333 €

Thermische Leistung (in kW): 60,00 Summe: 34.283 €

Diskussion und Ausblick 63

5 DISKUSSION UND AUSBLICK ,Die Welt ist in ein neues Energiezeitalter eingetreten", heißt es im ersten Satz des von der

Generaldirektion Energie und Transport der Europäischen Kommission veröffentlichten

Grünbuchs „Eine europäische Strategie für nachhaltige, wettbewerbsfähige und sichere

Energie". Das Szenario ist bekannt: Die fossilen Energieressourcen sind begrenzt, die Preise

für Erdöl und Erdgas steigen, der weltweite Bedarf an Energie wächst genauso wie die

Abhängigkeit der Industrie von den Energiereserven, die in einigen Ländern konzentriert sind

(siehe auch Abb. 1, Shellstudie). Zudem muss bei einer Erderwärmung bis Ende des

Jahrhunderts von 1,4 bis 5,8 °C mit gravierenden Auswirkungen auf unsere Bevölkerung

gerechnet werden.[64] Die Entwicklung fordert daher ein unverzügliches und

einvernehmliches Vorgehen der Länder der Europäischen Union, will man den

Herausforderungen nicht hilflos gegenübertreten. Welche Investitionen im Bereich Energie in

den nächsten Jahren getätigt werden sollen und ob die Länder zu einer gemeinsamen

Energiestrategie kommen, ist daher von zentraler Wichtigkeit für die Europäische Union. Das

Grünbuch, das am 8. März 2005 von der Kommission vorgestellt wurde, benennt drei

zentrale Prinzipien, die für eine gemeinsame europäische Energiepolitik festgeschrieben

werden sollen: Wettbewerbsfähigkeit, Nachhaltigkeit und Sicherheit. Das Prinzip der

Wettbewerbsfähigkeit setzt voraus, dass Länderhoheiten zugunsten eines europäischen

Energiebinnenmarktes abgeschafft werden. Die Nachhaltigkeit soll durch spezifische

Maßnahmen zur vermehrten Nutzung erneuerbarer Energiequellen erreicht werden. Das

Prinzip der Sicherheit in der Energieversorgung kann nur durch gemeinschaftliche

Energiepartnerschaften mit Erzeugerländern gewährleistet werden.[65]

In der Vergangenheit stellte sich für Politik und Unternehmen bei Entscheidungsprozessen

häufig die Frage: Ökonomie oder Ökologie? Dabei schließen sich Wirtschaft und

Umweltschutz keineswegs aus. Das Gesetz vom Haushalten (gr. oikos: Haushalt, gr. nomos:

Gesetz) und die Lehre vom Haushalten (gr. logos: Lehre) können nach den in der

vorliegenden Arbeit gewonnenen Erkenntnissen gut miteinander harmonieren,

vorrausgesetzt die Technik ist ausgereift und die Wärme kann genutzt werden. Eine ähnliche

Meinung vertritt Herr Professor Maximilian Gege, Vorsitzender des Bundesdeutschen

Arbeitskreises für umweltbewusstes Management (B.A.U.M.). Er stellte beim B.A.U.M.-

Jahreskongress 2004 in München sein Buch „Die Zukunftsanleihe“ vor.

Die Kernaussage seines Buches ist, dass auch heute - 50 Jahre nach dem letzten

Aufschwung und angesichts einer inzwischen bereits 20 Jahre währenden

Massenarbeitslosigkeit in Deutschland – wieder ein Wirtschaftswunder möglich sei.[66]

Gege vertritt die Vision eines neuen ökologischen Wirtschaftswunders, das zugleich die

Basis für Millionen neue Arbeitsplätze sein könnte. Er ist davon überzeugt, dass Deutschland

Zusammenfassung 73

6 ZUSAMMENFASSUNG Spätestens seit der Novellierung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) mit seinen

zahlreichen Verbesserungen bei den Förderbedingungen im Jahr 2004 ist die Verstromung

von Holz das Schlagwort, das derzeit in der Land- und Forstwirtschaft, aber auch bei

Erzeugern von dezentraler, regenerativer Energie großes Interesse hervorruft.

Durch den Technologie-‚ Kraft-Wärme-Kopplungs-, und Nawaro-Bonus, also die erhöhte

Vergütung von Strom aus Holzvergaseranlagen - wenn die Prozesswärme genutzt und

nachwachsende Rohstoffe als Energieträger verwendet werden - wurde unter Anwendern

und Herstellern eine Euphorie ausgelöst. Projekte und Anlagenkonzepte scheinen

stellenweise aus dem Boden zu schießen, oftmals ohne dass sich die Betreiber dabei mit der

nicht gerade trivialen Vergasungstechnologie intensiver auseinandergesetzt haben. Vor

allem ist dabei zu beobachten, dass gerade im Zuge des liberalisierten Strommarktes die

gesamte Kraft-Wärme-Kopplungs-Technik zurückgedrängt wurde. Aber gerade die

vollständige Wärme- und Stromerzeugung ist für eine nachhaltige Energiepolitik

unabdingbar.

Ziel der vorliegenden Masterarbeit war es daher, Biomasse hinsichtlich ihrer energetischen

Verwertung in wärmegeführten Blockheizkraftwerken zu untersuchen und daraus

Rückschlüsse auf ihre Wirtschaftlichkeit in einem liberalisierten Energiemarkt zu ziehen.

Dazu wurden Versuche an Holzvergasungsanlagen in Bodnegg, Tettnang und in Dielheim

mit Holzhackschnitzeln und mit Rapskuchen durchgeführt. Anhand der Ergebnisse konnten

die maximal möglichen Investitionskosten für verschiedene Anlagengrößen und

Bedingungen in einem entwickelten Wirtschaftlichkeitsprogramm ermittelt werden.

Die Verstromung von Biomasse, speziell der von Holz, stellt danach eine der effizientesten

und umweltfreundlichsten Möglichkeiten dar, feste Biomasse in Verbrennungs-

kraftmaschinen zu verwerten. Vorrausetzung für die Wirtschaftlichkeit ist die Kraft-Wärme-

Kopplung an dezentralen Standorten, die es zu finden gilt.

Erfahrungen anderer Bereiche erneuerbarer Energien zeigen, dass der Boom beim Holzgas

nur nachhaltig gestaltet werden kann, wenn am Markt Transparenz hinsichtlich

Leistungsdaten und Wirtschaftlichkeit herrscht und auch die Betreiber um das

Arbeitsaufkommen und die möglichen Rückschläge wissen, die auf Sie zukommen können.

Diese Voraussetzungen sind momentan aber nicht gegeben, da die Anbieter von

Holzvergaseranlagen unterschiedliche Angaben hinsichtlich Berechnungsmethoden,

Personaleinsatz, Laufzeiten, Brennstoffkosten und Wirkungsgraden sowie Leistungsdaten

machen.

75

7 LITERATURVERZEICHNIS [1] Dobelmann, Dr. J.-K.: Clever kombiniert: Biomasseheizung mit Solarthermie. Vortrag

beim C.A.R.M.E.N.-Symposium Biomasse und Sonne – Energie und Naturstoffe. Straubing, 26.Juni 2003.

[2] Schütte, A.: Biomasse-Vergasung – Der Königsweg für eine effiziente Strom- und

Kraftstoffbereitstellung? In: FNR, Band 24. Münster: Landwirtschaftsverlag,2004, S.9. [3] Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.: Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken,

Verfahren. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 2001, S.25.Richtlinie [4] Albrecht, H. et al: Aufgaben und Bedeutung öffentlich geförderter Energieforschung

und Entwicklung. Pressemitteilung Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, Garching: 28.04.1998.

[5] Bölkow, L.: Plädoyer für eine nachhaltige Energiewirtschaft. In: Spektrum der

Wissenschaft, Dossier 5: Klima und Energie. Heidelberg, 1996, S.118-124. [6] Hake, J.; Stein, G.; Wagner, F.: Ikarus-Klimagas Reduktionsstrategien. In: Spektrum

der Wissenschaft, Dossier 5: Klima und Energie. Heidelberg, 1996, S. 88-91. [7] Internet Lexikon Econautix: http://www.econautix.de/site/econautixpage_148.php [8] Eisenbeiß, G.: Perspektiven für die Energie der Zukunft. In Spektrum der

Wissenschaft, Dossier 5: Klima und Energie. Heidelberg, 1996, S.16. [9] Energie für die Zukunft: Erneuerbare Energieträger. In: Weißbuch für eine Gemein-

schaftsstrategie und Aktionsplan, Kommission der Europäischen Gemeinschaften. Strassburg, 1998.

[10] Dreher B. (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit):

Wirtschaftlichkeit von Holzvergasungsanlagen: Einflussfaktoren, EEG und politische Perspektiven. Vortrag auf der Messe „erneuerbare energien 2006“, Fachtagung kleine und mittlere Holzvergasung. Böblingen, 2006.

[11] Gerke, W.; Hennies, M.; Schäffner, D: Der Stromhandel. Böblingen: F.A.Z. Institut,

Frankfurt, 2000, S. 9- 11 [12] Winje, D.: Energie- und Umweltmanagement. TU Berlin. Berlin, 2004, S.11 ff. [13] Nehring, W.: Erneuerbare Energien in liberalisierten Märkten. Freie wissenschaftliche

Arbeit, TU Berlin. Berlin, 2006, S.5. [14] Tätigkeitsbericht des Bundeskartellamtes, Wahlperiode 2001-2002 Bundestagsdrucksache 15/1226.Berlin, 27.06.2003, S.161 ff. [15] Winje, D.: Energiewirtschaft, Grundzüge der Elektrizitätswirtschaft. TU Berlin. Berlin, 2004, S.26 ff. [16] Internetseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit, Energiedaten,

12/ 2005, Tabelle 28. http://bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/Energiestatistiken/energiedaten.html

76

[17] Internetseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit, Energiedaten, 12/ 2005, Tabelle 29. http://bmwi.de/BMWi/Navigation/Energie/Energiestatistiken/energiedaten.html

[18] Internetseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit, Energiedaten,


[19] Internetseite des Bundesministeriums für Wirtschaft und Arbeit, Energiedaten,


[20] Spindler, H.: Holzvergasung - Rückblick und Ausblick. Vortrag bei der Festveran-

staltung Konzepte für die Zukunft - aus Anlaß des 10-jährigen Bestehen von FÖST" am 07.05.2002 in Halle/S. In: Ökologische Stoffverwertung.Halle/Saale, 2002, S.41.

[21] Kaltschmitt, M.; Hartmann, H.: Energie aus Biomasse – Grundlagen, Techniken,

Verfahren. Berlin, Heidelberg, New York: Springer Verlag, 2001, S. 654ff. [22] Krapf, G.: Evaluierung bestehender Pilot- und Demonstrationsanlagen zur

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[23] Bidlingmaier, W.: Grundlagen der Abfallwirtschaft. Thermische Verfahren zur

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[24] Nussbaumer, T.: Neue Konzepte zur schadstoffarmen Holzenergienutzung. BEW

(Bundesanstalt für Energiewirtschaft). Zürich: BEW Verlag, 1992, S. 45 ff. [25] Oettel, E.: Schlussplädoyer: Grüne Investitionen in die Biomasse Vergasung. Europäischer Fachkongress. Oberhausen , 27. – 28. September 2001. [26] Gemperle, H.: Holzgaserfahrungen aus Sicht eines Entwicklers – die Pyroforce

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[27] Steinbrecher, N.; Walter, J.: Marktübersicht dezentrale Holzvergasung. Institut für

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[29] Hartmann H.; Strehler A.: Stellung der Biomasse in der Landwirtschaft. 2. Auflage.

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[40] Obernberger, I.: Ashes and particulate emissions from biomass combustion. Series

Thermal Biomass Utilization, Volume 3. Frankfurt: dbv-Verlag, 1998. S.17ff. [41] Timmerer, DI H.; Lettner, DI Friedrich: Anlagensicherheit und Genehmigung von Biomassevergasungsanlagen. Leitfaden für Betreiber, Hersteller und Behörden. Institut für Wärmetechnik, TU-Graz. Graz, 2005. [42] Bräkow, D. Fördergesellschaft Erneuerbare Energie(FEE) aus Berlin: Aussage in

einem persönlichen Gespräch am 25.6. 2006 in Karlsruhe, Karlsruhe, 25.06.2006. [43] Böttger, G.: Holzverstromung durch Kraft-Wärme-Kopplung in einem BHKW.

Jahrbuch Neue Energie 2006. Münster: Top Agrar Landwirtschaftsverlag, 2006.

[44] Schäfer, J.: Holzvergasung – Stand der Technik und Möglichkeiten der Prozessoptimierung im Hinblick auf den BHKW-Dauerbetrieb. Diplomarbeit, FH Weihenstephan, 2006.

[45] Biomasse Info-Zentrum: Basisdaten Bioenergie. Aktuelle Informationen und Daten

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Entscheidungstheorie und Unternehmensforschung, Universität Karlsruhe. Karlsruhe, 2000, S.87.

[47] Winje, D.; Witt, D.: Energiewirtschaft. TÜV Rheinland, Handbuchreihe

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wirtschaftlichen Einsatz biogener Energieträger im ländlichen Raum. Dargestellt an einem Beispiel aus dem Bundesland Brandenburg, Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 6 (1998), Nr. 403. Düsseldorf: VDI Verlag, S.59-62.

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[49] Burdelski, T.: Betriebswirtschaftlehre 1. Vorlesungsskript am Institut für Entscheidungstheorie und Unternehmensforschung, Universität Karlsruhe. Karlsruhe 2001, S.100.

[50] Gerke, W., Bank, M.: Finanzierung. Grundlage für die Investitions- und

Finanzierungsentscheidungen in Unternehmen. 2. Auflage. Stuttgart: Kohlhammer-Verlag, 1998, S.113.

[51] Burdelski, T.: Betriebswirtschaftlehre 1. Vorlesungsskript am Institut für

Entscheidungstheorie und Unternehmensforschung, Universität Karlsruhe. Karlsruhe 2001, S. 106.

[52] Hoffmeister, W.: Investitionsrechnung und Nutzwertanalyse. 1. Auflage. Stuttgart:

Kohlhammer-Verlag, 2000, S.124-125. [53] Nagel, J.: Prozesssystemmodell zur Bestimmung von Rahmenbedingungen für den

wirtschaftlichen Einsatz biogener Energieträger im ländlichen Raum. Dargestellt an einem Beispiel aus dem Bundesland Brandenburg. Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 6, Nr. 403. Düsseldorf 1998, S.65ff.





[56] Gerke, W.; Bank, M.: Finanzierung. Grundlage für die Investitions- und

Finanzierungsentscheidungen in Unternehmen. 2. Auflage. Stuttgart: Kohlhammer-Verlag, 1998, S. 109 ff.

[57] Hoffmeister, W.: Investitionsrechnung und Nutzwertanalyse.1. Auflage. Stuttgart:

Kohlhammer-Verlag, 2000, S.124-125. [58] Gesetz für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesetz –

EEG): § 5 Abs. 1. [59] Verordnung über die Erzeugung von Strom aus Biomasse (Biomasseverordnung –

BiomasseV) vom 21. Juni 2001. [60] Internetseite des Fachverbandes Biogas: www.biogas.org →downloads

→Stromeinspeisung [61] Internetseite des Fachverbandes Biogas; www.biogas.org →downloads

→Genehmigung [62] Dreher B. (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit):

Wirtschaftlichkeit von Holzvergasungsanlagen: Einflussfaktoren, EEG und politische Perspektiven. Vortrag auf der Messe „erneuerbare energien 2006“, Fachtagung kleine und mittlere Holzvergasung. Böblingen, 2006.

[63] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe FNR: Basisdaten Bioenergie. August 2005 [64] Bach, A.; Fuhs, M.; Münter, D.; Schaefer, M.; Pfister, V.: Wenn das Klima kippt.

WDR-TV-Beitrag Quarks und Co. Köln, Juni 2005.

79

[65] Kommission der europäischen Gemeinschaft: Grünbuch. Eine europäische Strategie

für nachhaltige, wettbewerbsfähige und sichere Energie. Grünbuch über Energieeffizienz. Strassburg, 2006.

[66] Gege, Prof. M.: Die Zukunftsanleihe- wie Deutschland ein Modell für Wachstum und

nachhaltigen Wohlstand werden kann, erste Auflage. Frankfurt: Ökom Verlag, 2004. [67] Hildebrand, A.: "Ölpreis steigt auf bis zu 105 Dollar". In: Frankfurter Allgemeiner

Zeitung, 02.04.2005, Nr. 76, Seite 21. [68] Verordnung über die Beschaffenheit und die Auszeichnung der Qualitäten von

Kraftstoffen - 10. BlmSchV. [69] Justinger, Dr. G.: F&E- Strategien. Umsetzungsmaßnahmen und Kooperationen für

die Erzeugung biogener Kraft und Brennstoffe. In: Tagungsbericht 2004 der deutschen wissenschaftlichen Gesellschaft für Erdöl, Erdgas und Kohle e.V., 2004, Seite 7 ff.

[70] Ebert, B. (Geschäftführer der Ebert Mühle Dielheim): mündliche Angabe. Dielheim

März 2006 [71] Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe FNR, Basisdaten Bioenergie, Stand August

2005. [72] Bräkow, D., Fördergesellschaft Erneuerbare Energie (FEE), Berlin: Aussage in einem

persönlichen Gespräch. Karlsruhe am 25.6. 2006 [73] Öttel, E.; Bräkow, D.: Stand der Forschung und Entwicklung bei Biomassevergasern

in Deutschland und Europa. In: Holzvergasung. Fachinformationen für Investoren und Betreiber, München: DGS Verlag, 2005, S.36.

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