Produktion alternativer Treibstoffe, Wärme, Strom & nichtenergetische Produkte - Optimierung der Gesamtenergiebilanz sowie der Materialflüsse

Produktion von Bioethanol in Bruck/Leitha im Umfeld der Produktion von Wärme, Strom und verwertbarer Reststoffe aus Biomasse, wobei die Abwärme- und Niedertemperatur¬wärmenutzung und die Stoffstromführung (Rohstoffe und Produkte) mittels eines neu entwickelten Simulationstools optimiert werden.

Kurzbeschreibung

Der Energiepark Bruck/Leitha hat sich bei seiner Gründung 1995 das Ziel gesetzt, möglichst alle Formen Erneuerbarer Energie in die Praxis umzusetzen, und sie für die Bevölkerung zugänglich und begreifbar zu machen. Heute erreicht die Stadtgemeinde Bruck/Leitha bereits das Klimabündnisziel einer 50%igen CO2-Reduktion in den Bereichen Wärme und Strom. Zur Erhöhung der Eigenversorgung im Verkehrsbereich ist es aber notwendig, neben der Biodieselproduktion auch die Bioethanolproduktion zu forcieren ist.

Wesentlich bei der Produktion von Bioethanol ist die Optimierung der Gesamtenergiebilanz. Auch wenn die eingesetzte Technologie im Bereich der Produktion von Bioethanol bereits ausgereift und stark verbessert ist, kann die Gesamtenergiebilanz bei der Produktion von alternativem Treibstoff noch dadurch verbessert werden, indem das Vorhaben optimal in die bestehenden lokalen Energiesysteme eingepasst wird und eine regionale Bereitstellung von Prozessenergie auf Basis erneuerbarer Energieträger erfolgt.

Auf Basis einer Analyse der Produktionsanlagen am Standort Bruck/Leitha und den speziellen Erfordernissen einer nachhaltigen Produktion von Bioalkohol wurden mittels Prozesssimulation verschiedene Varianten von Ethanolproduktion bezüglich Rohstoffeinsatz und Anlagengröße analysiert und der Wärmeverbund innerhalb der Anlage, aber auch in Verbindung mit Kuppelproduktionen (DDGS-Trocknung, Biogasherstellung und Biogasnutzung) optimiert.

Durch die Wärmeintegration der einzelnen Anlagenteile der Bioethanolproduktion, aber auch die Wärmeintegration von Ethanol- und DDGS-Herstellung können beträchtliche Wärmemengen einspart werden. Grundsätzlich ist zu sagen, dass die Energieeffizienz der Anlagen mit steigender Kapazität zunimmt, von Standpunkt des spezifischen Energiebedarfs somit größere Anlagen zu bevorzugen sind.

Als Alternative zur Trocknung der anfallenden Schlempe zu Futtermittel, die äußerst energieintensiv ist, bietet sich die Möglichkeit der Produktion von Biogas und die Nutzung des Biogases zur Produktion von elektrischem Strom und Wärme.

Im Zuge der Simulation hat sich dabei gezeigt, dass bei der Nutzung von Biogas im Gasmotor zur Produktion von Strom und Wärme, der Wärmebedarf einer Anlage nur durch die Abgas- und Motorabwärme nicht gedeckt werden kann. Bei der Nutzung von Biogas in konventionellen Gaskesseln (nur Wärmebereitstellung) ist diese Eigenbedarfsdeckung bei größeren Anlagen (60.000 bzw. 100.000 t/a Ethanol) infolge ihrer höheren Wärmeeffizienz aber sehr wohl möglich. Bei den ganz großen Anlagen (200.000 t/a) kann anfallender Überschussdampf auch zur Verstromung in Gegendruckdampfturbinen herangezogen werden.

Aus Gründen der Nachhaltigkeit und aufgrund von regionalen Gesichtspunkten (Rohstoff und Entsorgung) sind kleine Anlagen vorzuziehen. Für die Eigenversorgung der Region Auland Carnuntum mit Ottokraftstoff reicht eine Bioethanolanlage mit einer Kapazität von 15.000 t/a. Für diese Anlagengröße ist neben einer teilweisen regionalen Rohstoffversorgung auch eine Integration in die bestehenden Anlagen zur Bereitstellung von biomasse-basierter Energie (Fernwärmeerzeugung, Biogasanlage) möglich.

Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz sprechen für große Anlagen. Durch die Gegenüberstellung von energetische, wirtschaftlichen und ökologischen Aspekten konnten schließlich zwar Varianten identifiziert werden, deren Verwirklichung am Standort Bruck/Leitha am aussichtsreichsten erscheinen, deren Kapazität aber den regionalen Bedarf weit übersteigt und eine sinnvolle Integration in die bestehenden Anlagenteile nicht erlaubt.

Wichtiger Ansatzpunkt um die Nachhaltigkeit und regionale Integration zu verbessern ist deshalb die Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz kleiner Ethanolanlagen zu erhöhen und gleichzeitig den Energiebedarf sowie die spezifischen Investitionskosten zu senken.

Projektstatus

abgeschlossen

Publikationen

Polygeneration Bruck/Leitha

Produktion alternativer Treibstoffe, Wärme, Strom & nichtenergetischer Produkte unter Berücksichtigung der Optimierung der Gesamtenergiebilanz sowie der Materialflüsse
Schriftenreihe 77/2006 A. Friedl et al.
Deutsch, 116 Seiten, vergriffen

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Projektbeteiligte

Projektleiter (Kontaktadresse)

Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Anton Friedl
TU-Wien, Institut für Verfahrenstechnik
Getreidemarkt 9, A-1060 Wien
Tel: +43 (0)1/58801-15925
Fax: +43 (0)1/58801-15999
E-Mail: anton.friedl@tuwien.ac.at
Internet: www.tuwien.ac.at

Projekt- bzw. Kooperationspartner

  • Energiepark Bruck/Leitha (Werkvertragspartner)
  • Biogas Bruck/Leitha GmbH & Co KG (Projektpartner)
  • Fernwärmeversorgung Bruck/Leitha GmbH & Co KEG (Projektpartner)
  • Windpark Bruck/Leitha GmBH & Co KG (Projektpartner)
  • Technisches Büro Dr. Georg Beckmann (Projektpartner)
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