Schematische Darstellung der Holz-Kraft-Anlage im Überblick © Spanner RE2
Das Basisprogramm des Anlagenbauers umfasst Pelletsheizsysteme, Hackschnitzelheizungen, Stückholzkessel und Kaminofeneinsätze. Seit zwei Jahren vertreibt Spanner RE2 ein Holzvergasersystem, das unter dem Namen „Holz-Kraft-Anlage“ vermarktet wird. „Dieses Kleinkraftwerk kann überall dort gewinnbringend eingesetzt werden, wo ausreichende Mengen an Hackschnitzeln zur Verfügung stehen und ein entsprechender Wärmebedarf besteht“, erklärt Bleul.
Als Referenzkunden fungieren vor allem landwirtschaftliche Betriebe sowie mittelständische Unternehmen aus der Holz verarbeitenden Industrie.
Die Anlage besteht aus einem Vergaser und einem Blockheiz-Kraftwerk. Ausgeführt werden diese in einem Leistungsbereich von 30 bis 45 kW elektrisch und von 70 bis 100 kW thermisch, erfährt man in Neufahrn. Hackschnitzel mit einem Feuchtegehalt von maximal 15 % und einem Feinanteil von bis zu 30 % dienen als Energieträger. „Für einen störungsfreien Betrieb ist wichtig, dass möglichst keine Hackschnitzel mit Kantenlängen über 4 cm im Brennstoff enthalten sind“, unterstreicht Bleul.
Die in einem Vorratsbehälter gelagerten Hackschnitzel werden per Räumer oder Förderschnecke in einen Beschicker transportiert. Über ein luftdichtes Schleusensystem gelangt der Brennstoff in den Reaktor. Füllstandsensoren sind für den rechtzeitigen Nachschub im Beschicker und Reaktor verantwortlich. Im Reaktor spielen sich die verschiedenen Prozessstufen der Vergasung ab. Die Holz-Kraft-Anlage arbeitet mit einem Festbettvergaser, der mit Gleichstrom betrieben wird, heißt es. „Das bedeutet, dass sich der Brennstoff und das entstehende Holzgas in die gleiche Richtung bewegen“, hält Bleul fest.
Die Pyrolysezone, in der sich das Holz zersetzt und sich Schwelgase bilden, beginnt bei etwa 200° C. Danach kommt der Brennstoff in die Oxidationszone. „Während der Verbrennung entsteht Kohlendioxid, das in der anschließenden Reduktionszone mit dem aus der Holzfeuchte stammenden Wasserdampf zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff umgesetzt wird“, erklärt Bleul die Prozesse.
„Da die Brenngase bei der von uns gewählten Konfiguration durch das heiße Glutbett strömen müssen, sind die für die anschließende Gasverwertung problematischen Teere und Kohlenwasserstoffe zu einem Großteil in Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Wasserstoff gespalten“, betont Bleul. „Das von uns erzeugte Gas ist nahezu teerfrei.“
Nach dem Filter gelangt das Holzgas in einen weiteren Wärmetauscher, sodass es mit etwa 60° C einen Sicherheitsfilter erreicht. Dieser dient laut Bleul als Motorschutz für den Fall, dass bei einem Filterdefekt noch Stäube im schon gereinigten Holzgas enthalten sind. Anschließend wird das Gas mit Luft vermischt und dem Blochheiz-Kraftwerk zugeführt. Der untere Heizwert Hu liegt bei etwa 4,5 MJ/m3. Dieser Wert entspricht 1,4 kWh/m3. „Das Maximum der elektrischen Leistung der Anlagentechnik sehen wir bei 50 kW elektrisch. Für größere Leistungsbereiche schalten wir Anlagen parallel. Für die Zukunft ist geplant, nur die Reaktoren parallel zu fahren und das produzierte Holzgas zu einem gemeinsamen Blockheiz-Kraftwerk zu leiten“, konkretisiert Bleul. Die bei den Verfahrensschritten anfallende Abwärme wird von zwei Heizkreisläufen aufgenommen und ins Wärmeverbrauchsnetz eingespeist.
„Nach unserer Einschätzung ist die Holzvergasung derzeit der effektivste Weg, aus fester Biomasse Strom zu erzeugen“, fasst Bleul zusammen. „Die Nutzungskette Energiewald–Holzvergaser–Stromerzeugung–Elektroauto ist energetisch um etwa den Faktor Zwei besser als die Kette Energiewald–Biokraftstoffe der zweiten Generation–Auto. Und das noch ohne Wärmenutzung, die beim Auto wegfällt.“ Im Vergleich zu Biogasanlagen ist die Holz-Kraft-Anlagentechnik laut Bleul deutlich Platz sparender und kann leichter direkt an den Wärmesenken errichtet werden. „Eine sinnvolle Kraft-Wärme-Kopplung ist damit leichter möglich“, ist Bleul überzeugt.
