Masterthesis: Brennstoffausnutzung bei Biomasse-Heizwerken

Abbildung 10: Rauchgaskondensationsanlage nach Biomassekessel

Thema: Effizienzsteigerung der Brennstoffausnutzung bei Biomasse-Heizwerken durch Kombination von Rauchgaskondensation, Wärmepumpe und Erdgas-BHKW

von Thomas Kempf

Biomasse-Heizkessel in Nahwärmenetzen lassen einen signifikanten Anteil der erzeugten Wärme aus dem Kamin entweichen. Durch Rauchgaskondensation kann ein großer Teil der im Rauchgas gebundenen, sensiblen und latenten Wärem zurückgewonnen und durch die Anlagenkombination von Wärmepumpe und Blockheizkraftwerk (BHKW) wirtschaftlich nutzbar gemacht werden. Der 51-jährige, Werkstofftechnik Diplom-Ingenieur, Thomas Kempf  hat in seiner Masterthesis an der Akademie für Erneuerbare Energien ein Excel-Simulationstool entwickelt, das die technische Auslegung der einzelnen Systemkomponenten durchführt und die wirtschaftliche Tragfähigkeit der Wärmerückgewinnung durch Rauchgaskondensation bei einem Biomassekessel ermittelt. Dabei geht er von einer bestehenden Basiskonfiguration von Biomasse- und Spitzenlastkessel aus.

Im Rahmen seiner Arbeit entwickelte er ein Konzept, das durch die Nachrüstung in einer bestehenden Wärmezentrale signifikant positive Einflüsse auf die Verbrauchskostenstruktur nimmt. Sein Konzept zielt primär auf die Erhöhung der Energieausbeute aus der eingesetzten Biomasse durch Rückgewinnung der latenten und zusätzlichen sensiblen Wärme aus kondensiertem Rauchgas. Diese Niedertemperaturwärme wird durch den Einsatz einer Kompressionswärmepumpe auf ein Niveau gebracht, das eine flexible Nutzung z. B. in Nahwärmenetzen ermöglicht. Der dafür notwendige Strombedarf wird – zusammen mit der Hilfsenergie für die Wärmezentrale – durch ein BHKW bereitgestellt, dessen Abwärmeströme komplett in den Wärmekreislauf eingebunden werden.

Die wirtschaftlich relevanten Effekte sind:

  • Geringerer Biomasseeinsatz durch effizientere Nutzung des Energieinhalts
  • Reduktion des Spitzenlastanteils durch die zusätzlich gewonnene Wärmemenge
  • Ersatz des Netzstroms durch Eigenerzeugung im BHKW
  • Förderinstrumente der KWK-Strom-Erzeugung

Möchten Sie die ganze Masterthesis lesen und erfahren welche Punkte Sie bei einer Nachrüstung und Investition in eine Rauchgaskondensationsanlage berücksichtigen sollten? Sprechen Sie uns gerne an.

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