Integriertes Entwicklungsprogramm Donaumoos: 3 Energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe : Endbericht der Studie für das Projekt "Donaumoossanierung" ; LEADER II - Biomasseverfeuerung
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| Format: | Buch |
| Sprache: | Deutsch |
| Veröffentlicht: |
München
Techn. Univ. München
[1995]
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| adam_text | Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung und Situationsbeschreibung........................................................................7
2 Planungsvorgaben........................................................................................................8
2.1 Brennstoffe............................................................................................................8
2.1.1 Brennstoffart und Potentialabschätzung...................................................9
2.1.1.1 Halmgut von landwirtschaftlichen Flächen..............................................10
2.1.1.2 Holzbrennstoffe........................................................................................18
2.1.2 Eignung nach Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG).....................22
2.1.3 Eignung nach TA-Luft..............................................................................24
2.2 Energieverwertung.................................................................................................26
2.2.1 Prozeßdampferzeugung............................................................................27
2.2.2 Stromerzeugung........................................................................................28
2.2.3 Nahwärmeerschließung eines Neubaugebietes..................................,......28
3 Grundsätzliche Überlegungen zur Anlagentechnik......................................................29
3.1 Technik der Prozeßdampferzeugung.....................................................................29
3.2 Liefer- und Leistungsgrenzen zu den Neuburger Milchwerken............................30
3.3 Betriebsweise.........................................................................................................30
3.4 Brennstofflagerung und -beschickung................................................................... 30
3.5 Feuerung, Dampferzeugung, Stromerzeugung......................................................31
4 Festlegung und Auswahl der Anlagenkonzepte für die Neuburger Milchwerke.........32
4.1 Alternativen...........................................................................................................32
4.2 Festlegung der Anlagenkonzepte...........................................................................35
4.3 Genehmigungsrechtliche Einordnung der Anlagen...............................................39
2
4.4 Beispielhafte Darstellung eines Zeitplanes............................................................40
5 Charakterisierung der detailliert betrachteten Anlagenvarianten.................................42
5.1 Heizwerk zur Erzeugung von Prozeßdampf (Variante 1)......................................43
5.1.1 Vorgaben..................................................................................................43
5.1.2 Definition und Beschreibung der wesentlichen Anlagen¬
komponenten ............................................................................................44
5.1.3 Funktionsbeschreibung und Personalbedarf.............................................47
5.1.4 Stoff- und Energieströme.........................................................................49
5.2 Stromerzeugung durch eine Gegendruckturbine...................................................50
5.2.1 Grundlagen...............................................................................................50
5.2.2 Abschätzung der Wirtschaftlichkeit.........................................................51
5.2.3 Bewertung.................................................................................................53
5.3 Heizkraftwerk zur Erzeugung von Prozeßdampf und Strom (Variante 2)............53
5.3.1 Vorgaben..................................................................................................53
5.3.2 Definition und Beschreibung der wesentlichen Anlagen¬
komponenten............................................................................................54
5.3.2.1 Variante 2a (Dampfleistung 10 t/ h).........................................................54
5.3.2.2 Variante 2b (Dampfleistung 15 t/ h).........................................................59
5.3.3 Funktionsbeschreibung und Personalbedarf............................................. 60
5.3.4 Stoff- und Energieströme.........................................................................62
5.4 Heizwerk zur Nah Wärmeversorgung......................................................................63
5.4.1 Definition der Modellannahmen...............................................................64
5.4.2 Ermittlung des Wärmebedarfes................................................................65
5.4.3 Technische Beschreibung........................ .................................................65
з
6 Ökonomische Betrachtung...........................................................................................70
6.1 Wirtschaftlichkeit der Anlagen..............................................................................70
6.1.1 Berechnungsgrundlagen........................................................................... 71
6.1.2 Abschätzung der Investitionskosten.........................................................74
6.1.2.1 Heizwerk zur Prozeß dampferzeugung.....................................................75
6.1.2.2 Heizkraftwerke zur Erzeugung von Prozeßdampf und Stromein¬
speisung....................................................................................................76
6.1.2.3 Heizwerk zur Nahwärmeversorgung........................................................79
6.1.3 Wirtschaftlich der Anlagen zur Dampf- bzw. Stromerzeugung...............80
6.1.3.1 Vollkostenrechnung..................................................................................80
6.1.3.2 Sensitivitätsanalyse...................................................................................83
6.1.4 Rentabilität des Biomasseheizwerkes zur Nahwärmeversorgung............89
6.2 Wirtschaftlichkeit der Brennstofferzeugung..........................................................92
7 Zusammenfassung........................................................................................................ 97
8 Literaturverzeichnis......................................................................................................99
a) Zeitschrift.....................................................................................................................99
b) Buch.............................................................................................................................99
c) Dissertation...................................................................................................................101
9 Anhang.........................................................................................................................102
Anhangsabb. 1: Grundfließbild der Variante 1: Heizwerk zur Proze߬
dampferzeugung bei einer Feuerungsleistung von 3,35 MW....................................... 102
Anhangsabb. 2: Grundfließbild der Variante 2a: Heizkraftwerk zur Proze߬
dampferzeugung und Stromerzeugung bei einer Feuerungsleistung von 9,6
MW .............................................................................................................................103
4
Anhangsabb.
3: Grundfließbild der Variante 2b: Heizkraftwerk zur Proze߬
dampferzeugung und Stromerzeugung bei einer Feuerungsleistung von 14,4
MW .............................................................................................................................104
Anhangsabb. 4:Grundfließbild des Heizwerkes zur Nahwärmeversorgung
bei einer Feuerungsleistung von 600 kW.....................................................................105
Anhangsabb. 5: Aufstellungsplan der Variante 1: Heizwerk zur Proze߬
dampferzeugung bei einer Feuerungsleistung von 3,35 MW.......................................106
Anhangsabb. 6: Aufstellungsplan der Varianten
la
und 2b: Heizkraftwerke zur
Prozeßdampferzeugung bei einer Feuerungsleistung von 9,6 MW bzw. 14,4
MW .............................................................................................................................107
Gegenüberstellung der
Ani
agen
varianten...........................................................................
108
Abbildungsverzeichnis
Abb. 1: Sensitivitätsanalyse der Festkosten und Erlöse der Variante 1 (3,35 MW)...........84
Abb. 2: Sensitivitätsanalyse der variablen Kosten der Variante 1 (3,35 MW)...................85
Abb. 3: Sensitivitätsanalyse der Erlöse der Variante 2
a
(9,6 MW)..................................85
Abb. 4: Sensitivitätsanalyse der Festkosten der Variante 2
a
(9,6 MW)...........................86
Abb. 5: Sensitivitätsanalyse der variablen Kosten der Variante 2
a
(9,6 MW).................86
Abb. 6: Sensitivitätsanalyse der Erlöse der Variante 2
b
(14,4 MW)................................87
Abb. 7: Sensitivitätsanalyse der Festkosten der Variante 2
b
(14,4 MW)......................... 87
Abb. 8: Sensitivitätsanalyse der variablen Kosten der Variante 2
b
(14,4 MW)...............88
Tabellenverzeichnis
Tab. 1 : Landwirtschaftliche Flächennutzung und Rindviehhaltung im Donaumoos.........12
Tab. 2: Brennstofflieferung nach Befragung von MR-Mitgliedern...................................14
Tab. 3: Zu erwartende Zusammensetzung von verschiedenen Heuarten ..........................15
5
Tab. 4: Analysenergebnisse ausgewählter Brennstoffe aus dem Donaumoos....................16
Tab. 5: Ascheerweichungstemperaturen ausgewählter Brennstoffe aus dem
Donaumoos............................................................................................................17
Tab. 6: Zusammensetzung von Waldhackschnitzeln und von sortiertem
industriellem Restholz ..........................................................................................20
Tab. 7: Chemische Zusammensetzung und Heizwerte verschiedener Holz¬
brennstoffe aus dem Untersuchungsgebiet............................................................21
Tab. 8: Ascheerweichungstemperaturen verschiedener Holzbrennstoffe aus dem
Untersuchungsgebiet..............................................................................................22
Tab. 9: Genehmigungsverfahren nach 4. BImSchV..........................................................23
Tab. 10: Emissionsgrenzwerte für Biobrennstoffe nach der TA-Luft................................25
Tab. 11: Zusammenstellung der möglichen Anlagenkonzepte für die
Energiebereitstellung der Milchwerke Neuburg.................................................... 34
Tab. 12: Weitere Verfahrensgrößen der möglichen Anlagenkonzepte für die
Energiebereitstellung der Milchwerke Neuburg....................................................35
Tab. 13: Gegenüberstellung von Leistungsdaten verschiedener Anlagekonzepte für
die Kraft-Wärme-Koppelung.................................................................................38
Tab. 14: Möglicher Zeitplan der Planung bis zur Inbetriebnahme der Projekte.................42
Tab. 15: Stoff- und Energieströme der Variante 1..............................................................49
Tab. 16: Stoff- und Energieströme der Variante 2a (Dampferzeugung 10 t/ h)..................62
Tab. 17: Stoff- und Energieströme der Variante 2b (Dampferzeugung 15 t/h)..................63
Tab. 18: Kenndaten der Wärmeabnehmer einer möglichen Nahwärmeversorgung...........65
Tab. 19: Kenndaten des Brennstoffes für eine Nahwärmeversorgung................................66
Tab. 20: Technische Daten des Biomasse-Heizwerkes zur Nahwärmeversorgung............68
Tab. 21: Leitungsquerschnitte und -längen des Nahwärmenetzes......................................69
6
Tab. 22: Zusammenfassung der relevanten Daten für die untersuchten
Anlagenvarianten...................................................................................................72
Tab. 23: Abschätzung der Investition für die Variante 1 (Heizwerk zur
Prozeßdampferzeugung)........................................................................................75
Tab. 24: Abschätzung der Investition für die Variante 2a (Heizkraftwerk zur
Erzeugung von Prozeßdampf und Strom, Dampfleistung 10 t/ h).........................76
Tab. 25: Abschätzung der Investition für die Variante 2b (Heizkraftwerk zur
Erzeugung von Prozeßdampf und Strom, Dampfleistung 15 t/ h).........................77
Tab.26: Investitionskosten aller Anlagenvarianten zur Prozeßdampferzeugung im
Vergleich .............................................................................................................78
Tab.28: Vollkostenrechnung der drei Varianten................................................................. 81
Tab. 29: Jährliche Einnahmen aus Prozeßdampfund Stromerzeugung.............................. 82
Tab. 30: Zusammenfassung der relevanten Daten für Nahwärmeheizwerk.......................90
Tab. 31: Vollkostenrechnung der Nahwärmeversorgung...................................................91
Tab. 32: Deckungsbeitrag beim Anbau von Ganzpflanzen auf Stillegungsflächen
(Roggen oder Triticale).............................,............................................................93
Tab. 33: Deckungsbeitrag von extensivem Grünland im Donaumoos...............................94
Tab. 34: Durchschnittliche Erntekosten für Durchforstungsholz ab Waldweg..................95
Tab. 35: Durchschnittliche Lager- und Transportkosten für Biobrennstoffe......................96
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