Broschüre Biomasse-Kraftwerk Fechenheim

Energie im Fokus:Biomasse

Biomasse-Kraftwerk FechenheimAlt Fechenheim 3460382 Frankfurt am MainTelefon 069 41 09 - 27 68E-Mail: [email protected]

Versorgungssicherheit im Kreis der Natur

■ Hoher Wirkungsgrad DerStromwirdgrößtenteilsinKraft-Wärme-Kopplungproduziert

undderwertvolleEnergieträgerHolzsomithocheffizientgenutzt.

■ Klimaschutz NahezuCO2-neutraleEnergieerzeugungträgtzurEntlastungdes

Klimasbei.

■ Minimale Umweltbelastung ZentraleLagedesKraftwerkesbedeutetkurzeHolztransportwege.

VariableAnlieferungsmöglichkeitenbestehenüberStraße,SchieneoderWasserwege.

■ Robuste Technik ErlaubtdenEinsatzvongrobemBrennstoffundspartsomitEnergie

undKostenbeiderAufbereitung.

Das Biomasse-Kraftwerk Fechenheim

Die wichtigsten Daten im Überblick:

■ 70000MWh/aStrom■ 95000MWh/aDampf■ Feuerungswärmeleistung44MW■ DieverfeuerteBiomasseersetztca.33Mio.LiterHeizölbzw.Kubik-

meterErdgas■ DieausgekoppelteWärmemengeentsprichtdemWärmebedarfvon

ca.8000Einfamilienhäusern■ DererzeugteStromreichtaus,um20000Haushaltezuversorgen

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Das Biomasse-Heizkraftwerk Frankfurt-Fechenheim (BKF)

Ein Plus an Lebensqualität für die Rhein-Main-Region

www.natureOffice.com / DE-135-339652

Energie für alle

FürunsertäglichesLebenbrauchenwirEnergie:umkochen,waschenund fernsehen zu können. Etwa90%dieserEnergiefürStromundWärmewirdausfossilenBrennstoffe,wieKohle,ErdgasundErdölge-wonnen.DieseRohstoffesindüberMillionenJahrehinweg aus organischem Material entstanden. InDeutschlandwirdStromundWärmeausverschie-denenPrimärenergiequellengewonnen.DerEnergie-bedarfwirdmitHilfeeinesEnergiemixesgedeckt.2007hatsichderPrimärenergieverbrauchinDeutschlandfolgendermaßenzusammengesetzt:

DerEnergiehungerinderWeltwächststetig,dochder Vorrat an Primärenergien wird immer gerin-ger.AußerdementstehtbeiderVerbrennungvonErdöl, Erdgas und Kohle sehr viel Kohlendioxid(CO2)–mehralsdiePflanzen,dieCO2zumWach-senbrauchen,verarbeitenkönnen.Dasüberschüs-sigeCO2gelangtindieAtmosphäreundsorgtda-für,dassesaufderErdeimmerwärmerwird.DiesesPhänomennenntsichTreibhauseffekt.DieserTreib-hauseffektsolldurchdenEinsatzvonBiomasseundanderenregenerativenEnergiendeutlichreduziertwerden.BeiderVerbrennungvonBiomasse–zumBeispielinFormvonHolz–entstehtnursovielCO2wievondenPflanzeninderNaturauchaufgenom-menwerdenkann.

DahergehendieBestrebungendahin,mehrregene-rativeEnergieneinzusetzen,umdieEndlichkeitderfossilenBrennstoffeunddenwachsendenEnergie-bedarfaufzufangen.

Regenerative EnergienwerdenaucherneuerbareEner-giengenannt.EshandeltsichdabeiumEnergiequel-len,dieinenormenMengenzurVerfügungstehen.ZudiesenEnergiengehörendieSonne,derWind,dasWasser,dieErdwärmeunddieBiomasse.DieEnergie,diemanausdiesenEnergieträgerngewinnenkann,istimmervorhanden,derMenschmusssiesichnurnutzbarmachen.EinederregenerativenEnergienistdieBiomasse.Eshandeltsichhierbeiumnachwach-sendeRohstoffe,dennzumBeispielMais,Rapsundauch Bäume können immer wieder neu gepflanztodergesätwerden.BiomasseistwohldervielseitigsteEnergieträger–esgibtsiefest,flüssigundgasförmig.

Beispiel Holz: Auf 29 % der Fläche Deutschlands steht Wald. Dieser wächst jedes Jahr je nach angebauter Holzsorte um rund 10 m3 pro ha. Jedes Jahr könnten so 120 bis 150 Mio. Fest meter Biomasse aus dem Wald genutzt werden, ohne dass die Nachhaltigkeit der Holz-nutzung gefährdet werden würde.(Quelle:http://www.bine.info;BasisEnergie13„Holz-EnergieausBiomasse“)

Beis

pie

le

fest flüssig gasförmig

Holz Rapsöl Biogas

Mais Biodiesel

Getreide Ethanol

Stroh

Bioabfälle

Unerschöpfliche Energie

2

� Kernenergie� Braunkohle

� erneuerbareEnergien

� Steinkohle� Erdgas� Öl

� restliche erneuerbare Energien

� Biomasse � Wasser� Wind

4 %

7 %

74 %

15 %

11 %

12 %

14 %

22 %

34 %7 %

Quelle:BMU

Trei

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ffek

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AbgasewieCO2gelangenindieAtmosphäre

langwelligeWärmestrahlungkanndiemitAbgasenange-reicherteAtmosphärenichtdurchdringen,wirdreflektiertunderhöhtdieTemperatur

kurzwelligesSonnen-lichtdringtdurchdieAtmosphäre

Fakten

InDeutschlandwurdendieerstenBiogasanlagenAnfangdes20.JahrhundertsaufKläranlagenerrichtet.

DieAnbauflächenfürnachwachsendeRohstoffesindinDeutsch-landvon291000ha(1997)aufmehrals2000000ha(2007)gestiegen.2007wurdenrund82%dernachwachsendenRohstoffeenergetischgenutzt.VermehrtwerdeninDeutschlandBrachflä-chenalsNutzflächenfürdenAnbauvonBiomassegenutzt.

ErneuerbareEnergiendeckenderzeitrund8,5%desEndenergie-verbrauchsinDeutschland.Biomasseleistetmitrund69%dazudengrößtenBeitrag.94%derregenerativenWärmekommtausBiomasse,vorallemausHolz.AußerdemistBiomasseinabsehba-rereZeitdieeinzigeregenerativeEnergiequellefürBiokraftstoffe.

DurchdenEinsatzvonregenerativenEnergienwurden2007rund24Mio.twenigerCO2ausgestoßen.DerEinsatzvonBio-massehatdaraneinenAnteilvonca.50t.

BioethanolwirdausZuckerrohrhergestelltundistinSüdamerikaderbilligsteBiokraftstoff.JedochwerdengroßeFlächendesRegenwaldesabgeholzt,umAnbauflächenfürdasZuckerrohrzubekommen.

Bis2010sollenlautEU-Richtlinie5,75%desKraftstoffverbrauchsvonBiokraftstoffenabgedecktwerden.InDeutschlandwerdenKraftstoffenmomentan5%Biokraftstoffbeigemischt.

2006gabesinDeutschland162Biomasseheizkraftwerke.1999wareneserst48.

Biomasse als Treibstoff

BiomassekannauchalsTreibstoffeingesetztwerden.DiewohlbekanntestenBiokraftstoffesindBioethanol,BiogasundBiodiesel.BiodieselwirdaustierischenFet-tenundPflanzenölen,wiebeispielsweiseRapsöl,ge-wonnen.DieVerarbeitungundVerwendungvonRapsalsKraftstoffistnachhaltig.Dasheißt,esfallenkeineAbfallproduktean,dienichtweiterverarbeitetwerdenkönnten.AußerdemwächstRapswiedernach.DochdieAnbauflächeninDeutschlandreichennichtaus,umgenügendBiodieselfüralleAutosproduzierenzukönnen.InBrasilienwirdbeispielsweiseTreibstoffausZuckerrohrhergestellt.

EinweitererBiokraftstoffistBtL-Kraftstoff(biomasstoliquid).ErbefindetsichallerdingsnochinderEnt-wicklungsphase.EingroßerUnterschiedzudenbis-herigenBiokraftstoffenist,dasserausfesterBiomas-segewonnenwird.DerBaueinerGroßanlagefürdieProduktionvonBtL-Kraftstoffistfür2009inSchwedtinBrandenburggeplant.GenerellgibtesbeimEinsatzvonBiokraftstoffenvieleVor-undNachteile,dieesabzuwägengilt.DenndieNaturundauchderMenschprofitierennichtnurvonBiosprit.DerCO2-Ausstoßwirdzwarreduziert,aberumBiokraftstofferzeugenzukönnen,wirddieUm-weltanandererStellegeschädigt.DasgeschiehtzumBeispieldurchPflanzenschutzmittelbeimAnbauoderdurch chemische Herstellungsprozesse. AußerdemkommteszueinerFlächenkonkurrenzvonEnergie-pflanzenanbauundNahrungsmittelproduktion.

ZurVerringerungdesCO2-AusstoßesinDeutschlandistderEinsatzvonBiokraftstoffdurchEU-Richtlinienvorgeschrieben.ImmerhinblästeindurchschnittlichesAutomitnormalemKraftstoffjährlichrund2000kgCO2indieLuft.MitBiospritlässtsichdasjenachZu-

sammensetzungum30%bis80%verringern.DerzeitwirdzumnormalenKraftstoff5%Biokraftstoffhinzu-gefügt,dieAnhebungauf10%wurdeAnfang2008ausKompatibilitäts-undKostengründengestoppt.

Bio ganz ökonomisch

AuchdieWirtschaftundspezielldieLandwirtschafthabendurchdenEinsatzvonBiogas,flüssigerundfester Biomasse Vorteile. In Deutschland werdenBiomassekraftwerke vonder Politikgefördert.DasErneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) sieht vor,dassdenKraftwerkenfürdieerzeugteEnergieprokWheineVergütunggezahltwird.DadurchsollderAus-bauderEnergieversorgungsanlagenvorangetriebenwerden,diesichauserneuerbarenEnergienspeisen.DiesistjedochnureinegesetzlicheMaßnahmevonvielenfürdenKlimaschutzundzurVerringerungderAbhängigkeitvonfossilenBrennstoffen.

Text: Katharina Rüd

Mit dem Strom aus einem Kuhfladen kann einmal die Kaffee-maschine oder der Teekocher betrieben werden. Die Biomasse, die eine Kuh in einem Jahr erzeugt, kann sogar 300 l Heizöl ersetzen. Das ist die Menge, die ein Ein fami lienhaus in zwei Monaten zum Heizen verbraucht.(Quelle:GesellschaftfürregenerativeEnergien;http://www.rencomp.net/biomasse/lexikon/biogas.php)

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Nutzen Kehrseite

■UnabhängigkeitvonfossilenBrennstoffen

■dieTechnikistnochsehrteuer

■SchaffungneuerArbeits-plätzedurchErschließungneuerBeschäftigungsfelder

■eswirdmehrRohstoffbenötigt,dadieEner-giedichtegeringerist

■WertschöpfungbleibtinderRegion,daRohstoffenichtimAuslandeingekauftwerdenmüssen

■BegrenzungderAnbauflächen

■Erschließungneuer,zukunfts-trächtigerMärkte

■AnbauflächensindnichtjedesJahrnutzbar

■BiomassefürEnergiekommtausderRegionundwirdauchwie-derandieRegionabgegeben

■dieProduktionvonEnergiepflanzener-zeugtTreibhausgase

■neueEinkommensfelderfürLandwirtedurchdieNutzungbisherungenutzterReststoffe

■dieBeschaffungderEnergie-quellenistvergleichsweisegünstig

Energiequelle und Ursprung allen Lebens ist die Sonne:Die Sonne ist rund 150 Mio. km von der Erde entfernt und trotzdem würde es ohne sie kein Leben auf der Erde geben. Sie bildet das Zentrum unseres Sonnensystems und liefert uns Energie in Form von Licht und Wärme. Nahezu alle Lebewesen benötigen sie zum Wachsen und zum Leben. Die Sonne wird noch viele Milliarden Jahre als Energiequelle zur Verfügung stehen.

Entwicklung der erneuerbaren Energien in Deutschland im Jahr 2007

Strom Wärme Kraftstoff Gesamt Veränderungen

2006 2007 2006 2007 2006 2007 2006 2007 2006/2007

Terawattstunden Prozent

Wasserkraft 20,0 20,7 – – – – 20,0 20,7 3,5

Windenergie 30,7 39,5 – – – – 30,7 39,5 28,7

Biomasse 19,2 23,8 78,8 84,2 40,4 44,4 138,4 152,4 10,1

Fotovoltaik 2,2 3,5 – – – – 2,2 3,5 59,1

Solarthermie – – 3,3 3,7 – – 3,3 3,7 12,1

Geothermie < 0,1 < 0,1 1,9 2,3 – – 1,9 2,3 21,1

Gesamt 72,1 87,5 84,0 90,2 40,4 44,4 196,5 222,0 13,0

Quelle: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit

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Biomasse ist eine der ältesten Energiequellen der Welt. Schon die Menschen in der Steinzeit haben Holz verbrannt, um Wärme zu bekommen oder Was-ser zum Kochen zu bringen. Der Kot von Kühen und anderen Tieren wurde schon 7 000 v. Chr. als Dünger entdeckt. In den Entwicklungsländern gehört Bio-masse auch heute noch zu den wichtigsten Energie-quellen zum Heizen und Kochen. Biomasse ist für die Menschen dort einfach zu bekommen.

Wie bereits beschrieben, ist Biomasse Träger von Energie. Diese Energie können wir Menschen uns nutzbar machen. Aber wie kommt die Energie denn überhaupt in die Biomasse? Überall wo etwas in Be-wegung ist und überall wo Arbeit verrichtet wird, wird Energie benötigt. So auch beim Wachstum von Pflanzen. Die dafür notwendige Energie entsteht durch die Fotosynthese.

Fotosynthese: Licht, CO2 und Wasser (H2O)

Die Fotosynthese ist der bedeutendste und älteste biochemische Prozess der Erde. Sie ist für das Be-stehen nahezu aller Ökosysteme verantwortlich. Bei

der Fotosynthese entsteht aus Sonnenlicht, CO2 und H2O Traubenzucker – der Energielieferant für Pflan-zen. Sonnenlicht wird bei grünen Pflanzen mit Hilfe des Farbstoffs Chlorophyll aufgenommen. Bei den chemischen Prozessen der Fotosynthese wird durch den Einsatz von H2O und CO2 die Sonnenenergie in Zuckerenergie umgewandelt, welche die Pflanze zum Wachsen benötigt. Der ebenfalls dabei ent-stehende Sauerstoff ist für Mensch und Tier über-lebenswichtig.

Tiere wandeln eine Form der Biomasse in eine ande-re Form um, indem sie Pflanzen fressen. Dung und Gülle sind demnach ein Biomasse-Produkt der zuvor gefressenen Pflanzen.

Biomasse ist nicht gleich Biomasse

Wie viel Energie in Biomasse steckt, ist folglich auch sehr unterschiedlich. Mit 1 kg Holz können beispiels-weise rund 4 Kilowattstunden (kWh) Energie in Form von Wärme erzeugt werden, das entspricht etwa 1 kWh Strom. Mit 1 kWh kann man sieben Stunden lang fernsehen oder etwa 15 Hemden bügeln.

Vorteile und Nachteile

Neben den bereits erwähnten Vorteilen des Einsatzes von Biomasse zur Erzeugung von Wärme und elektri-schem Strom gibt es auch ein paar Nachteile: • Bei der Verbrennung werden Stickoxide und Fein-

staub freigesetzt, die die Umwelt belasten. • Es wird viel Platz für die Lagerung der Biomasse

benötigt. • Beim Anbau von Getreide muss auch der CO2-Aus-

stoß von Traktoren bei der Feldarbeit berücksich-tigt werden.

• Besonders bei der Verbrennung von Getreide wer-den zusätzlich moralische Bedenken laut, denn in anderen Ländern fehlt das Getreide als Nahrung und hier wird es verfeuert.

Für den Einsatz von Biomasse als Energiequelle spricht neben der ausgeglichenen CO2-Bilanz die Tatsache, dass Biomasse noch verfügbar sein wird, wenn die fossilen Brennstoffe längst aufgebracht sind. Dazu kommt noch, dass Biomasse bei uns überall verfüg-bar ist und nicht erst über lange Wege antransportiert werden muss. Die Ökobilanz, die sich dazu erstellen lässt, ist also im Vergleich zu fossilen Brennstoffen un-vergleichlich positiv.

Beispiel: das BiomasseHeizkraftwerk in Fechenheim

Biomassekraftwerke gibt es in unterschiedlichen Größen und Wirkungsgraden, je nach Standort und Art der Biomasse. Im Biomasse-Heizkraftwerk der

Mainova in Fechenheim können jedes Jahr ca. 80 000 Megawattstunden (MWh) Strom produziert werden. Das reicht, um rund 20 000 Haushalte für ein Jahr lang mit Elektrizität zu versor-gen. In 8 000 Haushalten könnte damit der Wärme-bedarf für ein Jahr gedeckt werden. All diese Energie kommt in diesem Kraft-werk aus Holz. Aus ganz unterschiedlichem Holz: zum Beispiel aus Sperrmüll, Bruchholz, Bahnschwellen oder Grünschnitt.

Bei der Verbrennung von Biomasse ist die CO2Bilanz ausgeglichen. Das heißt, dass nur genauso viel CO2 in die Luft abgegeben wird, wie von den Pflanzen zuvor auch aufgenommen wurde. Das nun freigesetzte CO2 kann von den nachwachsenden Pflanzen wieder aufgenommen werden. Es bleibt also kein CO2 übrig, das zu einem Treibhauseffekt führen könnte. Der KohlenstoffKreislauf bleibt geschlossen.

O2

RegenH2O

Verluste

StromWärmeBrennstoff

Asche

Mineralstoffe

UV-Strahlung

H2O

H2O

CO2

CO2

Fortsetzung auf Seite 9…

Klimaneutrale Energiegewinnung

4

Koh

len

stof

fK

reis

lauf

Beis

pie

le

1 kg Holz 4 kWh 28 Stunden fernsehen

1 kg Uran 24 000 000 kWh 168 000 000 Stunden fernsehen

1 kg Steinkohle 9 kWh 63 Stunden fernsehen

1 kg Heizöl 12 kWh 84 Stunden fernsehen

Quelle: Deutsche Energie Agentur 2008

Was passiert eigentlich mit dem Grünschnitt, mit Bruchholz aus den Wäldern und mit Altholz vom Sperrmüll und alten Bahnschwellen?

Bis vor wenigen Jahren war es üblich, Altholz zur Entsorgung auf eine Deponie zu bringen. Nach der neuesten Gesetzgebung ist dies nicht mehr zulässig. Eine gute Lösung ist die umweltgerechte Verbrennung in einem mit entsprechendem Rauchgasreinigungssystem ausgestatteten Biomasse-Heiz- bzw. Heiz-Kraftwerk. Im Biomasse-Kraftwerk Frankfurt Fechenheim (BKF) wird so aus Grünschnitt, Bruchholz und Altholz Strom und Wärme produziert.

Rund um die Uhr lodert das Feuer im BKF. Um den riesigen Brennstoffbedarf zu befriedigen, werden stündlich etwa 13 t Holz benötigt. Bei der Konstruktion des BKF hat man deshalb darauf geachtet, dass der Kessel möglichst viele Arten von Holz mit verschiedenen Feuchtigkeitsgehalten und insbesondere großen Stückig-keiten von bis zu 40 cm Länge verdauen kann. So spart man sich eine, bei üb-lichen Kraftwerken notwendige, energie- und kostenaufwändige weitere Zerklei-nerung des Brennstoffes und ist entsprechend flexibler bei dessen Beschaffung.

Täglich laden 15 große Lastwagen mit einer Füllmenge von jeweils 90 m3 ihren Holzinhalt bei BKF ab, um dessen Energiehunger zu stillen. Für die Mitarbeiter ist es eine große logistische Herausforderung, die Anlieferung so zu steuern, dass auch am Wochenende und an Feiertagen immer genügend Brennstoff vor-handen ist, sodass das Feuer möglichst nie ausgeht. Durch die zentrale Lage des BKF in Frankfurt ist sichergestellt, dass die LKWs für die Anlieferung des Brenn-stoffs nur kurze Strecken fahren müssen und die Umwelt nicht mit unnötigen Mengen an Abgasen belastet wird. Die überwiegende Menge des Holzes fällt im Umkreis von deutlich unter 70 km an. Darüber hinaus gibt es die Möglich-keit, den Brennstoff über die Schiene bzw. per Schiff anzuliefern.

Das BiomasseKraftwerk Fechenheim

www.bkffrankfurt.de

Wie macht man aus Holz Strom und Wärme?

Das angelieferte Holz wird zunächst in einer riesigen Brennstofflagerhalle ge-sammelt. Nur extrem grobe Hölzer müssen vor Ort noch separat geschreddert werden. Insgesamt haben hier 3 000 t Holz Platz. Das reicht für ca. eine Woche Betrieb bei Volllast.

Ein riesiger Kran greift sich jetzt nach und nach das Holz und legt mit einer ein-zigen Füllung bis zu 4 t davon auf ein Förderband. Von hier wird das Holz dann über weitere Transportbänder bis zur höchsten Stelle des Ofens auf 25 m Höhe gebracht.

Von dort fällt das Holz durch einen 6 m breiten Fallschacht in mehreren Stufen ca. 20 m in die Tiefe. Hierbei verteilt es sich gleichmäßig über die gesamte Breite des Schachtes. Auf Höhe des Rostes, auf dem das Holz verbrannt wird, bildet sich ein Holzvorrat, der über ein dreiteiliges Schiebesystem den Kessel kontinuierlich mit Brennstoff versorgt. So ist gewährleistet, dass das Feuer im Kessel gleichmäßig brennt. 6 m breit und 5 m hoch lodern dann die Flammen mit 850 bis 950 °C. Stündlich werden im BKF ca. 13 t bis 14 t Holz verbrannt, das sind etwa 120 000 t in einem Jahr.

Holz liefert Energie

Die bei der Verbrennung entstehenden heißen Abgase durchströmen jetzt den riesigen Kessel. 25 m hoch und 40 m lang ist dieses „Ungetüm“. Viele hundert Meter an Rohrleitungen befinden sich im Innern des Kesselgehäuses. Durch diese Rohrleitungen werden stündlich 50 m3 Wasser mit einem Druck von 65 bar gepumpt.

Das Wasser nimmt dabei die Wärme des Rauchgases auf und verwandelt sich schließlich in Dampf. Dieser Dampf mit einer Temperatur von 450 °C wird auf eine Turbine geleitet. Diese dreht sich mit rund 9 000 Umdrehungen in der Minute. Hierbei wird ein Generator angetrieben, der den gewünschten Strom erzeugt. Kraft wird in Strom umgewandelt, wie wir dies vom Fahrraddynamo kennen.

12,4 Megawatt (MW) oder umgerechnet 16 500 PS leistet die riesige Turbine. Das entspricht der Leistung von etwa 150 PKW. Im BKF wird umweltfreundlich CO2-neutraler Strom erzeugt, der ausreicht, um 20 000 Haushalte ganzjährig zu versorgen. Am Austritt der Turbine hat sich der ursprünglich 450 °C heiße Dampf auf eine Temperatur von 45 °C abgekühlt. Um den Wasserkreislauf im Kraftwerk zu schließen, muss der Dampf jetzt wieder in Wasser umgewandelt werden. Dies geschieht in einem Luftkondensator am höchsten Punkt des Kraftwerks.

Verrottet Holz, wird genau die Menge an CO2 freigesetzt, die es zuvor während seines Wachstums aus der Atmosphäre aufgenommen hat. Verbrennt Holz stattdessen, wird die gleiche Menge an CO2 frei; gleichzeitig nutzt man dabei die Energie des Holzes – und schont die Energievorräte der Erde.

Umwelt und ressourcenschonende Erzeugung …

Wir dürfen die Rauchgase nicht vergessen!

Bei der Erwärmung des Wassers und seiner Umwandlung in Dampf haben sich die Rauchgase enorm abgekühlt. Aus dem ursprünglich fast 1000 °C heißem Abgas ist so viel Nutzenergie herausgesaugt worden, dass es am Kesselausgang lediglich noch 150 °C warm ist.

Nicht alle Hölzer, die zuvor verbrannt wurden, wie zum Beispiel beschichtete oder imprägnierte Hölzer, sind frei von Schadstoffen. Daher müssen die Rauch-gase jetzt noch sorgfältig gereinigt werden. Dies geschieht in mehreren Stufen:■ Zunächst werden die Rauchgase in einem Zyklonfilter in schnelle Drehung

versetzt. Dabei werden feste Bestandteile nach außen geschleudert und in einem großen Behälter gesammelt.

■ Durch Einblasen von Kalk und spezieller chemischer Stoffe werden eventuell noch enthaltene gefährliche Substanzen gebunden und im nachfolgenden Gewebefilter eingefangen. Ca. 100 m2 groß ist die Filterkammer, in der viele Hundert einzelne Filter aufgereiht sind. Diese herausgefilterten Aschemen-gen werden in gesonderten Behältern gesammelt und anschließend fachge-recht entsorgt.

Am Austritt der Filterkammer ist das Rauchgas so sauber, dass es gefahrlos in den 50 m hohen Kamin eingeleitet werden kann. Damit auch sichergestellt ist, dass wirklich nur ganz sauberes Abgas in die Luft gelangt, werden jetzt noch laufend Proben aus dem Kamin genommen und in einem aufwändigen Ver-fahren auf eventuell noch enthaltene Rest-Schadstoffe untersucht. Nicht nur die Betriebsmannschaft der Allessa, sondern auch die staatlichen Behörden über-wachen die Ergebnisse dieser Messungen kontinuierlich.

Wie zu Hause im Kaminofen fällt der größte Teil der Asche als so genannte Rostasche an. Das ist auch in einem Holzheiz-Kraftwerk so. Die gefährlichen Schadstoffe, die in den heißen Abgasen enthalten sind, sind wie oben beschrie-ben in der Flugasche enthalten und wurden bereits konsequent herausgefiltert. Die in der Rostasche noch enthaltenen Verunreinigungen sind so gering, dass sie problemlos auf entsprechenden Deponien eingelagert werden können. Bevor die Asche abtransportiert wird, werden mit Hilfe eines großen Magneten-abscheiders noch Nägel und andere Metallteile herausgezogen.

Kraftwerksmitarbeiter steuern perfekt

Die Fachleute im BKF können bereits an der Farbe der Flammen erkennen, ob das Feuer auch die optimale Temperatur hat. Damit sie dazu nicht immer vor einem kleinen Fenster sitzen und in die Glut schauen müssen, hat das Biomasse-Kraftwerk Fechenheim eine hochmoderne Leitwarte. Hier ist eine

Generator:Ein Generator ist eine elektrische Maschine, in der Bewegungs energie in elektrische Energie umgewandelt wird.

… von Strom und Wärme für Frankfurt

Vielzahl von Computerbildschirmen aufgestellt, an denen man alle wichtigen Vorgänge des Kraftwerks gut verfolgen kann. Wichtig sind Flammenbilder, Temperatur- und Druckkurven und viele weitere Daten. Über diese Bildschirme kann die An-lage immer so gesteuert werden, dass aus dem eingesetzten Holz möglichst viel Energie gewonnen wird. Feuchtes Holz verbrennt beispielsweise nicht so gut wie trockenes, das heißt für die Kraftwerksmitarbeiter, dass sie mehr Holz auflegen bzw. ein anderes Mischungsverhältnis zwischen feuchtem und trockenem Holz wählen müssen, damit die Flamme gleich-mäßig brennt.

Nahwärme aus dem Feuer

Das ökologisch vorbildliche BKF arbeitet in Kraft-Wärme-Kopp-lung. Bei der Kraft-Wärme-Kopplung wird nicht nur die Kraft (Strom) sondern auch die bei der Stromerzeugung entstehende Wärme genutzt. Dies ist besonders umweltfreundlich, da die im Holz enthaltene Energie so bestmöglich ausgenutzt wird.

Bei BKF wird die Wärme in Form von Dampf an die chemische Industrie auf dem Industriegelände abgegeben. Neben vielen anderen Industrieunternehmen wird auch die Firma Allessa Chemie, auf deren Gelände das Biomassekraftwerk errichtet worden ist, selbst versorgt. Hier wird die Wärme unter anderem für die Produktion von Farbstoffen benötigt. Text: Michael Ruch/Margret Braun-Odenweller

Das Biomassekraftwerk Frankfurt im Überblick

Die verfeuerte Biomasse ersetzt ca. 33 Mio. l Heizöl.

Mit dem erzeugten Strom können 20 000 Haushalte versorgt werden.

Die erzeugte Wärme würde für rund 8 000 Haushalte reichen.

Stündlich werden 13 t Holz verbrannt.

In der Brennstofflagerhalle ist Platz für 3 000 t Holz.

Das Feuer im Verbrennungsofen brennt mit 850 – 950 °C.

Grundsteinlegung für das Biomassekraftwerk war 2004.

Es wird möglichst durchgehend, mit Ausnahme von Inspektionszeiten, betrieben.

Die stündlich erzeugte Strommenge beträgt 12 400 kWh.

Im Jahr 2007 wurden 120 000 t Biomasse verfeuert.

Von 2004 bis 2008 wurden 220 000 t CO2 eingespart.

www.bkffrankfurt.de

… Fortsetzung von Seite 4

Rund 13 t Holz – das ist ungefähr so viel wie das Ge-wicht von acht Autos oder drei Elefanten – werden jede Stunde im Ofen eines Biomassekraftwerks mit rund 850 °C verbrannt.

Beim Verbrennen des Holzes im Kraftwerk entsteht Wärme in Form von Gas, so genannten Rauchgasen. Diese Gase werden durch doppelwandige Rohre abgeleitet. Durch den äußeren Ring dieser Rohre fließt Wasser, welches die Rohre und die Rauch-gase abkühlt. Das Wasser hingegen wird mit einem Druck von 65 bar durch die Rohre gepumpt. Zum Vergleich: Ein Autoreifen hat nur 2 bis 3 bar Druck. Durch die heißen Rauchgase wird das Wasser erhitzt bis es verdampft. Dieser Dampf wird weiter bis auf 450 °C erhitzt, was auf natürlichem Weg nicht mög-lich ist. Der Dampf wird mit Hilfe eines Überhitzers auf diese Temperatur gebracht.

Am Ende der Rohre befinden sich hintereinander mehrere Turbinen. Diese Turbinen werden durch den Dampf angetrieben und erzeugen mit Hilfe ei-nes Generators Strom. Das ist ähnlich wie bei einem Fahrraddynamo. Das Rädchen des Dynamos wird mittels des Reifens bewegt, der Dynamo macht aus der Bewegung Strom und die Fahrradlampe fängt an zu brennen.

Anschließend kühlt der Dampf wieder ab und wird zu Wasser. Dieses Wasser wird wieder in die Rohr-schlangen mit neuen heißen Rauchgasen geleitet und der Kreislauf beginnt von vorne.

Das Rauchgas aus den Rohren wird in einer Rauch-gasreinigungsanlage gereinigt und anschließend durch den Kamin nach draußen geblasen. Dabei werden ganz besonders strenge Auflagen sorgfältig beachtet, denn durch das Biomassekraftwerk soll die

Bei der KraftWärmeKopplung (KWK) wird nicht nur die elekt rische Energie genutzt, sondern auch die entstehende Wärme. Hierbei wird die Wärme zum einen eingesetzt, um das Wasser in den Rohren zu überhitzen, und zum anderen kann die überschüssige Wärme in das Nahwärmenetz geleitet werden für Warmwasser und Heizung in Wohnhäusern und Büros oder als Prozesswärme für die Industrie. Der erzeugte Strom wird in das Stromnetz eingespeist.

AnlieferungBrennstoffhalle Vollautomatische FörderanlageRostbefeuerter KesselDampftrommel, 450 °C, 65 bar

Turbine GeneratorRauchgasreinigung mit Zyklon, Adsorber (Kalk) und GewebefilterAuffangmulde für RostascheSilos für Produkte der Rauchgasreinigung

Kesselasche Asche

Prozessdampf210 °C, 5 bar

12,4 MW el.

43,6 MW

Flugasche

saubere Abgase

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Bis auf die gereinigten Rauchgase, die abgeleitet werden, ist ein Biomassekraftwerk ein geschlossenes System.

Fahren – aber Bio

Umwelt geschont und nicht weiter verschmutzt wer-den. Der Feinstaub und die Stickoxide, die entstehen, müssen neutralisiert werden, damit sie nicht in die Luft gelangen.

Wenn die Kuh muh macht

Eine weitere Möglichkeit, aus Biomasse Strom und Wärme zu erzeugen, ist mit Hilfe einer Biogasanla-ge oder eines Biogaskraftwerks. Eine Biogasanlage funktioniert ähnlich wie eine Kuh wenn sie frisst. Biomasse jeder Art wird in einen luftdichten Behälter gegeben. Dieser Behälter heißt Fermenter. In die-sem Fermenter fängt die Biomasse durch Bakterien, die ohne Sauerstoff leben können, also anaeroben Bakterien, an zu gären und zu faulen. Das Ergebnis dieses Prozesses ist Biogas, das sich hauptsächlich aus Methan, CO2 und Wasserdampf zusammen-setzt. Es wird in einem Gasspeicher gesammelt. Die

Masse, die nicht zu Gas wird, kann als Dünger ein-gesetzt werden.

Bei der Kuh ist das ähnlich. Die Kuh frisst Gras und Pflanzen. Diese Biomasse wird in den Mägen der Kuh von Bakterien zersetzt und am Ende kommen Methangas und Kuhfladen als Produkte aus der Kuh wieder heraus. Der Kuh-fladen dient anschließend als Dünger. Das Methangas gelangt in die Atmosphäre und ist mit für den Treib-hauseffekt verantwortlich. Anders bei einem Biomas-seheizkraftwerk. Hier wer-

den die Gase verbrannt und so zur Erzeugung von Wärme und Strom genutzt, anstatt sie ungenutzt an die Natur abzugeben.

Das entstandene Biogas aus der Biogasanlage wird hauptsächlich in Blockheizkraftwerken (BHKW) zur Er-zeugung von Wärme und Strom genutzt. Hierfür wird wieder das Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung ange-wendet. Das Biogas wird mit kleinen Mengen Frisch-luft versetzt und in einen Motor oder eine Gasturbine geleitet. Das Gas wird verbrannt und treibt damit den Motor an – das ist vergleichbar mit einem Auto, der Motor läuft auch mit Benzin oder Gas. Der Motor in einem Blockheizkraftwerk treibt einen Generator an und dieser Generator erzeugt Strom. Die Wärme, die bei der Verbrennung entsteht, kann zur Erhitzung von Wasser oder aber zum Heizen genutzt werden. Auf diese Weise entstehen aus dem Biogas Strom und Wärme, ohne dass die Umwelt dabei belastet wird.

In Deutschland gab es 2007 rund 3 700 Biogasanlagen – Tendenz steigend. Knapp 1400 Anlagen davon stehen in Bayern. In allen Anlagen zusammen wurden 2007 rund 8,9 Terawattstunden (TWh) Strom erzeugt. Das entspricht 1,5 % des gesamten jährlichen Stromverbrauchs in Deutschland.(Quelle: Fachverband Biogas e. V.; http://www.biogas.org)

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Kuh

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Bio

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anaerobe Bakterien

Fermenter

Dünger

Biogas

Anlieferung

Energie für alle






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Holz Rapsöl Biogas

Mais Biodiesel

Getreide Ethanol

Stroh

Bioabfälle


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14 %

22 %

34 %7 %

Quelle:BMU

Trei

bh

ause

ffek

t




Fakten

















11

Nutzen Kehrseite













Energie für alle






Beis

pie

le


Holz Rapsöl Biogas

Mais Biodiesel

Getreide Ethanol

Stroh

Bioabfälle


2






4 %

7 %

74 %

15 %

11 %

12 %

14 %

22 %

34 %7 %

Quelle:BMU

Trei

bh

ause

ffek

t




Fakten

















11

Nutzen Kehrseite



















Klimasbei.










©M

ain

ova

AG

·03

/09

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00










Klimasbei.










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Broschüre Biomasse-Kraftwerk Fechenheim