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Strom aus Holz: Wie funktioniert ein Biomasse-Blockheizkraftwerk auf Holzbasis?

Biomasse-Blockheizkraftwerke, die feste, regenerative Brennstoffe wie Holzpellets, Hackschnitzel oder Holzbriketts verwenden, sparen nicht nur Kosten, sondern leisten einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz – und das rund um die Uhr.
Wie funktioniert ein solches Biomasse-Blockheizkraftwerk? Das erfahren Sie hier.

Unternehmen stehen überall auf der Welt vor großen Herausforderungen: Um die Klimaziele zu erreichen und gleichzeitig die Preisrisiken zu reduzieren, müssen sie ihre Energieversorgung grundlegend umstellen – weg von fossilen Brennstoffen, hin zu erneuerbaren Energien.

Eine klimafreundliche und dabei hochwirtschaftliche Lösung liefern Blockheizkraftwerke (BHKWs), die mit Biomasse auf Holzbasis – z.B. mit Holzpellets, Holzhackschnitzeln oder Holzbriketts – betrieben werden (kurz: Holzverstromung).

Durch die Kombination aus Strom- und Wärmeerzeugung erreichen solche Biomasse-BHKWs einen höheren Wirkungsgrad als viele andere Energie-Technologien. Betreiber sparen also nicht nur CO2 ein, sondern auch bares Geld. Zudem ist Biomasse die einzige regenerative Energiequelle, die unabhängig von Wetter und Tageszeit das ganze Jahr über Energie bereitstellen kann.

Wie funktioniert ein Biomasse-BHKW am Beispiel der Holzverstomung?

Grundsätzlich ist unter einem Blockheizkraftwerk (BHKW) ein Kraftwerk zu verstehen, in dem neben Strom auch Wärme erzeugt und genutzt wird. BHKWs bestehen überwiegend aus einem Verbrennungsmotor, der entweder flüssige oder gasförmige Brennstoffe nutzt und mit der erzeugten Energie einen Generator zur Stromerzeugung antreibt.

Im Gegensatz zu einem reinen Motor-BHKW, das in der Regel mit fossilen Brennstoffen wie Erdgas, Diesel o.ä. betrieben wird, handelt es sich bei einem Biomasse-Blockheizkraftwerk um eine Anlage, die aus einem festen Brennstoff (der Biomasse) gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen kann. Dafür ist zuerst die Umwandlung der festen Biomasse in ein so genanntes Schwachgas erforderlich. Dieser Vorgang passiert in einem Vergaser. Schwachgas wird bei Holz als Biomasse auch Holzgas genannt.

Als Holz-Biomasse kommen dabei zumeist holzartige Reststoffe zum Einsatz. Zum Beispiel Restholz, Altholz, Schadholz, Totholz oder Produktionsreste. Diese Stoffe gelangen aufbereitet entweder in Form von Pellets, Hackschnitzeln oder Holzbriketts in den Holzvergaser. Im Vergasungsprozess werden die Stoffe unter Luftmangel verschwelt, so dass ein brennbares Gas entsteht.

Im Anschluss an die Holzvergasung erfolgt eine Gasreinigung und -kühlung, so dass das Holzgas für den Einsatz im Gasmotor des Biomasse-BHKW geeignet ist.

Vergaser

Erzeugung von Holzgas

Wärmetauscher

Kühlung von Holzgas

Filter

Holzgas wird von Asche befreit

Ascheaustrag

Asche wird aus dem System ausgeschleust

Motor

Holzgas wird im Motor verbrannt

Generator

Stromerzeugung

Abgaswärmetauscher

Wärmegewinnung aus Abgas

Schaltschrank

Biomasse-Blockheizkraftwerk und seine Funktion: Abwärme nicht verpuffen lassen

Sowohl beim Vergasungsprozess, in der anschließenden Gasaufbereitung als auch im Biomasse-BHKW entsteht viel Wärme – die sogenannte Abwärme. Dies ist zum einen heiße Abluft, heißes Wasser aus der Holzgas- und Motorkühlung sowie heiße Abgase des BHKW. Während andere Kraftwerke diese Abwärme häufig ungenutzt verpuffen lassen, wandeln sie unsere Biomasse-BHKWs dank Wärmetauschern in nutzbare Wärme um.

Wird mehr Wärme produziert als nötig oder ist die Wärmeabnahme nicht immer konstant, lässt sie sich in einem Pufferspeicher zwischenspeichern und zu einem anderen Zeitpunkt verwenden.

Biomasse-Blockheizkraftwerke haben also einen entscheidenden Vorteil gegenüber herkömmlichen Kraftwerken: Sie produzieren Strom und Wärme in einem Vorgang, der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) genannt wird. Wenn nun anstelle von Erdgas oder Erdöl als Kraftstoff Biomasse wie z.B. Holz eingesetzt wird, können Unternehmen Strom und Wärme klimafreundlich, kostensparend und vor allem rund um die Uhr produzieren.

Wenn aus der Wärme auch noch Kälte produziert wird, spricht man anstelle von KWK sogar von KWKK (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung). Biomasse-Blockheizkraftwerke verwandeln so meist mehr als 85 Prozent der eingesetzten regenerativen Brennstoffe in nutzbare Energie – effizienter geht es kaum.

Gut zu wissen: Holz als Brennstoff

Die Biomasse-Blockheizkraftwerke von ENTRENCO arbeiten überwiegend auf Holzbasis. Holz in Form von Holzpellets oder Holzhackschnitzeln wird in den KWK-Anlagen von ENTRENCO mittels eines Holzvergasers in Holzgas umgewandelt. Dieses Holzgas bildet den Kraftstoff, der den Verbrennungsmotor in unseren BHKWs antreibt. Dabei wird das Holz beinahe rückstandsfrei und mit hohem Wirkungsgrad verwertet.

Sie möchten mehr über unsere Technologie erfahren? Dann freuen wir uns darauf, Sie persönlich beraten zu dürfen.

Das kann ein Biomasse-BHKW zur Holzverstromung

Ein BiomasseBlockheizkraftwerk zur Holzverstromung ist in seiner Funktion nicht nur wirtschaftlich und ökologisch hoch effizient, sondern bietet auch eine Vielfalt an Anwendungsmöglichkeiten.

Hier einige Beispiele von Anwendungsmöglichkeiten:

  • Trocknung von Holzhackschnitzeln
  • Trocknungs- oder Heizzwecke im Produktionsprozess
  • Erzeugung von Kälteenergie über Absorptionskälteanlagen für Kühlhäuser, Klimatisierung etc.
  • Umwandlung von Abwärme in Strom (z. Bsp. ORC)

Wir haben die wichtigsten Anwendungen für Sie zusammengefasst:

Strom- und Wärmeerzeugung

Ein Biomasse-Blockheizkraftwerk kann dank Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) gleichzeitig Strom und Wärme erzeugen. Biomasse BHKWs können Gebäude (z.Bsp. Hotels, Wohnanlagen, Krankenhäuser) also sowohl mit Strom versorgen als auch deren Heizungen und Trinkwasser erwärmen. Damit gehören Biomasse-Blockheizkraftwerke zu den effizientesten und – bei Einsatz von Biomasse wie Restholz oder Altholz – zu den klimafreundlichsten Energieerzeugern.

Erzeugung von Prozesswärme

Biomasse-BHKWs eignen sich bei Weitem nicht nur für den Einsatz in Gebäuden. Ganz im Gegenteil: Ein Biomasse-Blockheizkraftwerk ist vor allem für produzierende Unternehmen interessant, denn es arbeitet besonders effizient bei der Erzeugung von Prozesswärme in der Regel in Form von Heißwasser – also Wärme, die für industrielle und gewerbliche Prozesse benötigt wird. Prozesswärme wird in der Regel konstant über das gesamte Jahr verteilt verbraucht; beste Bedingungen für Biomasse-BHKWs.

Kälte-Erzeugung

Ist ein Blockheizkraftwerk mit einer Absorptionskältemaschine ausgestattet, kann die erzeugte Wärme in Kälte umgewandelt und zum Kühlen verwendet werden. Dieser Prozess wird Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung (KWKK) genannt. Dabei wird die erzeugte Energie optimal ausgenutzt. Sinnvoll sind KWKK-Anlagen vor allem in Branchen, die einen Kältebedarf für Klimatisierung oder Prozesskühlung haben. Dazu zählen Hotels, Bürogebäude und Krankenhäuser aber auch die Lebensmittelindustrie.
Wärme kann über den Weg der zwischengelagerten Kälteerzeugung sogar auch zur Trinkwassergewinnung aus der Luft genutzt werden kann.

Für wen lohnt sich die Holzverstromung?

Ein Biomasse-Blockheizkraftwerk mit Holzverstromung lohnt sich vor allem für Unternehmen, die für ihren Betrieb konstant große Mengen an Wärmeenergie benötigen – und das auch im Sommer. Denn: Ein Biomasse-Blockheizkraftwerk ist nur dann maximal wirtschaftlich, wenn es eine bestimmte Stundenzahl pro Jahr unter Volllast arbeitet. Alternativ kann im Sommer überschüssige Wärmeenergie aber auch in Kälte umgewandelt werden.

Gut zu wissen

Am wirtschaftlich sinnvollsten ist es, den erzeugten Strom und die Wärme möglichst selbst zu verbrauchen. Deshalb bietet sich die Holzverstromung über ein Biomasse-BHKW in Industrie und Landwirtschaft mit größerem Strom- und Wärmebedarf oder für etwas größere Immobilien an. Wenn die erzeugte elektrische Energie nicht komplett verbraucht wird, besteht die Möglichkeit, sie in die öffentlichen Netze einzuspeisen. Hierfür erhalten Biomasse- BHKW-Betreiber eine Einspeisevergütung – eine staatlich festgelegte Förderung von selbst erzeugtem Strom.

Lohnend ist ein Biomasse-Blockheizkraftwerk beispielsweise für folgende Unternehmen und Branchen:

Holzverarbeitende Industrie: Sägewerke, Zimmereien, Möbelindustrie, Pellet- oder Holzhackschnitzelwerke

Die holzverarbeitende Industrie benötigt für ihren reibungslosen Betrieb sehr viel Wärme – beispielsweise für ihre Holztrockenkammern. Zudem fallen häufig große Mengen an Restholz bzw. Abfallholz an, die genutzt werden können. Solche Produktionen stehen selten still und daher ist ein konstanter Bedarf an Wärme gegeben. Somit sind Biomasse-BHKWs mit Holzverstromung effiziente und umweltbewusste Lösungen zur Energieversorgung - nicht nur mit Wärme, sondern auch mit kostengünstigem Strom.

Landwirtschaft: Vieh- und Geflügelzucht, Gewächshäuser, Gärtnereien

Der Einsatz eines Blockheizkraftwerks ist vor allem in der Landwirtschaft und z.B. klimatisierten Tierställen oder Gewächshäusern mit ständigem Wärmebedarf sinnvoll, berichtet der Deutsche Landwirtschaftsverlag.

Freizeit: Hotels, Spas, Schwimmbäder, Ferienanlagen

Die Energiekosten machen im Freizeitbereich häufig fünf Prozent oder mehr des gesamten Betriebsumsatzes aus, wie die Arbeitsgemeinschaft für sparsamen und umweltfreundlichen Energieverbrauch e.V. berichtet. Um bares Geld zu sparen, bieten sich BHKWs auf Biomasse-Basis hier ideal an: Mit ihrer Hilfe lässt sich der Gesamtwirkungsgrad um bis zu 40 Prozent auf insgesamt über 85 Prozent steigern.

Öffentliche Einrichtungen: Schulen, Krankenhäuser, Heime, Gefängnisse

Öffentliche Einrichtungen müssen rund um die Uhr und ganzjährig mit Strom und Wärme versorgt werden. Beste Voraussetzungen für ein Blockheizkraftwerk, effizient zu arbeiten und mit dem Einsatz von Biomasse wie Holz einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Schulen müssen ebenfalls fast ganzjährig mit Energie versorgt werden. Auch hier bietet sich also ein Biomasse-BHKW optimal an.

Nahwärmenetze: Wohnanlagen, Einkaufszentren

In größeren Wohnanlagen besteht ein ganzjähriger und steter Bedarf nach Warmwasser und Strom. Durch diese konstante Nachfrage kann ein Biomasse-Blockheizkraftwerk also auch hier wirtschaftlich arbeiten, da es ausreichend ausgelastet wird.

Holzgas und Biomasse-Blockheizkraftwerk: Vorteile im Überblick

Biomasse-Blockheizkraftwerke auf Basis von Holzgas können mit jeder Menge Vorteile punkten. Größter Bonus ist dabei die Verbindung von Wirtschaftlichkeit und Klimaschutz. Biomasse-Blockheizkraftwerke verwandeln meist mehr als 85 Prozent der eingesetzten Brennstoffe in nutzbare Energie. Wer dann auch noch die kostengünstigen und gleichzeitig umweltfreundlichen Holzpellets oder Holzhackschnitzel als Brennstoff verwendet, spart spürbar Geld.

Vorteile von Blockheizkraftwerken mit Holzverstromung:

Hoher Wirkungsgrad

Durch die gleichzeitige Produktion von Strom und Wärme erfolgt die Nutzung von über 85 Prozent der Brennstoffe.

Weniger CO2-Ausstoß

Durch die Nutzung von Holz als Biomasse ist der Rohstoff-Kreislauf CO2-neutral. Zudem verwenden Biomasse-BHKWs vor allem Rest- und Altholz.

Wertsteigerung

Ein Biomasse-Blockheizkraftwerk kann als fester Bestandteil des Gebäudes ausgeführt werden und steigert den Wert der Immobilie. Alternativ lassen sich Biomasse-BHKWs auch in Containern aufbauen und sind flexibel einsetzbar.

Wetterunabhängigkeit

Anders als Windenergie- und Solaranlagen arbeiten Biomasse-Blockheizkraftwerke völlig unabhängig von den Witterungsbedingungen und der Tageszeit. Die Biomasse-BHKWs laufen bei Windstille, Regen, Schnee und Frost und natürlich auch bei Nacht.

Unabhängigkeit

Betreiber machen sich unabhängig vom teuren Strom der großen Energieversorger. Weiterer Bonus in Sachen Unabhängigkeit: Bei Stromausfällen erzeugt ein Biomasse-Blockheizkraftwerk weiterhin Strom.

Zahlreiche Fördermöglichkeiten

Wer sich für ein Biomasse-Blockheizkraftwerk entscheidet, kann mit Fördergeldern und günstigen Krediten von Bund und Ländern rechnen. So lassen sich die Anschaffungskosten in der Regel gut stemmen und kurze Amortisationszeiten erreichen.

Lange Laufzeiten

Die Anlagen sind so ausgelegt, dass sie 7.000 bis 8.000 Stunden pro Jahr betrieben werden können. In Einzelfällen gibt es Anlagen, die in der Praxis sogar darüber hinausgehen.

Haben Sie Interesse?

Sie möchten erfahren, ob sich ein Biomasse-Blockheizkraftwerk mit Holzverstromung für Ihr Unternehmen lohnt und mit welcher Art von Altholz Sie besonders effizient Energie erzeugen können? Dann nehmen Sie Kontakt mit uns auf. Wir beraten Sie gerne persönlich.
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Welche Brennstoffe eignen sich für ein Biomasse-Blockheizkraftwerk auf Holzbasis?

Der Betrieb eines typischen Blockheizkraftwerks ist mit verschiedenen Brennstoffen möglich. Noch sind fossile Brennstoffe wie Erdgas, Heizöl oder Diesel an der Tagesordnung – einen Beitrag zum Umweltschutz leisten sie aber nicht. Hier kommen nachwachsende Rohstoffe ins Spiel, die sich bestens für Biomasse-BHKWs eignen und so einen enormen Beitrag zum Klimaschutz leisten.

Folgende Brennstoffe aus Biomasse können prinzipiell bei der Holzverstromung in einem BHKW mittels einer vorgeschalteten Vergasungstechnologie zum Einsatz kommen:

Holzpellets

Holzpellets sind trockene kleine Holzstäbe, die aus Sägemehl und anderen Holzabfällen bestehen und entsprechend in Form gepresst wurden. Dieser Brennstoff kommt sowohl in größeren Holzgas-Blockheizkraftwerken als auch in Mini-BHKWs zum Einsatz und ist mittlerweile ein normierter, allgemein anerkannter und breit gehandelter Brennstoff.

Holzbriketts

Alternativ können Holzreste aus der Holzverarbeitung wie z.B. Hobel- oder Sägespäne auch zu Holzbriketts verpresst und in einem Biomasse-BHKW zur Holzverstromung genutzt werden.

Holzhackschnitzel

Holzhackschnitzel entstehen durch das so genannte Hacken von Produktionsresten bis hin zu ganzen Bäumen in so genannten Hackern. Durch eine entsprechende Aufbereitung, die in der Regel aus Siebung und Trocknung besteht, wird die für den Vergasungsprozess ideale Brennstoffqualität sichergestellt. Aus dem zerkleinerten Holz wird anschließend mittels Holzvergaser Holzgas produziert. Beim Einsatz von Altholz (z.B. aus Sperrmüll) sind Schredder im Einsatz. Außerdem findet hier eine Aussortierung von Metallrückständen statt.

Wie viel kostet ein Biomasse-BHKW zur Holzverstromung?

Eine Anlage zur Holzverstromung ist eine individuelle Lösung, bei der die Investitionskosten und auch die laufenden Kosten sehr unterschiedlich sein können. Zudem kommen auch durch die verschiedenen Brennstoffe und ggf. deren Aufbereitung unterschiedliche Kosten zustande. Je nach Anwendung im Prozess bzw. im Gebäude kommen wiederum aber auch verschiedene Förderbeträge zum Tragen, so dass eine Verallgemeinerung der Gesamtkosten schlecht möglich ist.

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Umweltfreundlichkeit wird belohnt: Förderungen von Anlagen zur Holzverstromung

Unternehmen, die bei der Energieerzeugung eine Holzverstromung mittels eines Biomasse-Blockheizkraftwerkes einsetzen und damit einen Beitrag zum Klimaschutz leisten, werden in Deutschland auf vielen Ebenen finanziell unterstützt. Neben der Einspeisevergütung für überschüssige elektrische Energie fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) entsprechende Projekte, oft in den Bereichen Prozesswärme oder Energieeffizienz.

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) unterstützt das klimafreundliche Umdenken ebenfalls mit Förderkrediten und Tilgungszuschüssen bis zu 55 Prozent der förderfähigen Kosten. Und auch die einzelnen Bundesländer und Regionen belohnen den Einsatz von Biomasse BHKWs als fortschrittliche und umweltschonende Energieerzeugung.

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