Erneuerbare Energien, Band 2
Ersatzbrennstoffe, Biomasse und Biogas, Solar- und Windenergie
Während im ersten Band dieser Buchreihe die Perspektiven für die erneuerbaren Energien, die Strategien von Energieversorgungsunternehmen und kommunalen Betrieben sowie rechtliche und wirtschaftliche Aspekte angesprochen
werden, widmet sich dieser Band vornehmlich den technischen Aspekten der Anwendung.
Insbesondere für Ersatzbrennstoffe, aber auch für Biomassen ist die Frage der Probenahme und Analytik von erheblicher Bedeutung. Seit vielen Jahren beschäftigen sich Forschungsinstitute mit der fast unlösbaren Aufgabe, Ersatzbrennstoffe
zu analysieren. Die Schwierigkeiten liegen hier insbesondere in der Heterogenität des Ausgangsmaterials für die Herstellung von Ersatzbrennstoffen. In Anbetracht der Sensibilität der energetischen Verwertungsanlagen sowohl in Hinblick auf die Anlagenverfügbarkeit als auch auf die Emissionen kommt jedoch der Analytik große Bedeutung zu. Auf den ersten Blick erscheint die Analyse von Biomassen unproblematisch. Doch spielt ihre Zusammensetzung insbesondere für die Vermeidung von Korrosionen eine bedeutende Rolle. Das Problem verschärft sich bei der Verwendung von Biomassen, die vor ihrer energetischen schon eine stoffliche Verwertung erfahren haben. Hier können die mit der Aufbereitung und energetischen Verwertung von Biomassen befassten Fachleute von der Erfahrung der Ersatzbrennstoff-Analytiker profitieren.
Zu Beginn der Entwicklung wurden für die Aufbereitung von Ersatzbrennstoffen Maschinen und Verfahren aus der Grundstoffindustrie eingesetzt. Das ging in der Regel nicht gut. Der Maschinenbau hat in den beiden letzten Jahrzehnten viel
gelernt und seine Apparate und Verfahren für die Abfallaufbereitungsproblematik modifiziert. Dafür haben auch die Betreiber von Anlagen zur Herstellung und Verwertung der Ersatzbrennstoffe ihre Erfahrungen und Erkenntnisse eingebracht. Die Aufbereitungsverfahren werden heute auf das Ziel der Verwertung ausgerichtet, z.B. für die Vergasung und Verbrennung in eigens dafür errichteten Anlagen, aber auch für die Verbrennung in Zement- und Kohlekraftwerken. Für die Verwertung in empfindlichen Anlagen wurde das umfangreiche Instrumentarium der Sensortechnik entwickelt.
Auch für neue Aufgaben, z.B. für die Gewinnung von Ersatzbrennstoffen aus überwiegend mineralischen Abfällen, gibt es heute interessante Angebote, wie dies in diesem Buch beispielhaft beschrieben wird.
Ersatzbrennstoff- und Biomassekraftwerke werden häufig im Zusammenhang mit Produktionsstätten der Industrie mit hohem Energiebedarf errichtet. Dafür werden sowohl Öfen mit Rosten als auch mit Wirbelschichttechnik gebaut. Hier wird ein ausführlicher Überblick über Wirbelschichtverfahren für die energetische Verwertung von Ersatzbrennstoffen und Biomassen gegeben. Ergänzt wird dieser Beitrag durch Berichte über eine der größten Anlagen dieser Art, die kurz vor der Inbetriebnahme steht, und über zwei kürzlich in Betrieb genommene Anlagen.
Mit der Verwertung von Biomassen und Ersatzbrennstoffen gehen erhebliche Korrosionsprobleme, insbesondere an den Dampferzeugern, einher. In einem ausführlichen Beitrag wird gezeigt, wie dieses Problem zwar nicht verhindert, doch deutlich entschärft werden kann.
Mehrere Beiträge setzen sich grundsätzlich mit der Energieeffizienz bei der energetischen Verwertung von Biomassen auseinander.
Angesprochen wird auch das immer weiter in den Vordergrund rückende Verfahren der Biomassevergasung. Erfahrungen mit dem Umbau eines ehemaligen kohlebefeuerten Wirbelschichtofens für die Altholzverwertung werden vorgestellt.
Neben der Vergasung und Verbrennung hat sich in den letzten Jahrzehnten die Vergärung von Biomassen – ausgehend von der Anwendung in der Landwirtschaft – durchgesetzt. Bei der Vergärung bleibt der größte Teil der eingebrachten Stoffe als Gärrest zurück, dessen stoffliche Verwertung schon aus rechtlichen Gründen sichergestellt werden muss. Dies wird ebenso wie die Frage der Sicherheitstechnik abgehandelt.
Zur Solartechnik wird sowohl ein Überblick über die Varianten und die Betriebsweisen gegeben, als auch ein Bericht über die Entwicklung und die Finanzierung. Angesprochen werden auch neue Konzepte sowie die Anwendung und die Perspektiven der Photovoltaik. Ergänzt werden die strategischen und rechtlichen Ausführungen zur Windenergie im Band 1 mit einer technischen Betrachtung über die Zuverlässigkeit dieser Anlagen an Binnenstandorten und unter Offshore-Bedingungen.
