Abhitzedampferzeuger einer dezentralen Brennerei
Neben den Rohstoffen, die zur Bioethanolproduktion eingesetzt werden, hat die
Bereitstellung der Prozessenergie den größten Einfluss auf die Nachhaltigkeit
des Bioethanols. Aus diesem Grunde sollte die gesamte Prozessenergie
weitestgehend CO
2-neutral zur Verfügung gestellt werden. Die ideale
Lösung dafür ist eine Biogasanlage, da sie bereits aus der Schlempe einen
Großteil des Energiebedarfs der geplanten Brennerei in Form von Strom, Dampf und
Wärme produzieren kann. Wichtigster Bestandteil ist dabei der
Abhitzedampferzeuger, der aus den heißen Abgasen der mit Biogas betriebenen
Blockheizkraftwerke den benötigten Dampf für Destillation und Vorbehandlung der
Substrate zur Verfügung stellt und dadurch fossile Energieträger einspart.
Erste Berechnungen wurden für eine dezentrale Brennerei mit einer
Jahresproduktionskapazität von 20.000 hl r.A./a bei 8.000 Betriebsstunden pro
Jahr durchgeführt. Als Substrat wurde Maissilage mit einem Alkoholgehalt von
5,3 Vol.-% in der Maische angenommen. Der Dampferzeuger produziert Sattdampf bei
einem Druck von 7,0 bar und einer Temperatur von 165 °C. Dies ist für den
Betrieb der Destillationskolonne und auch für die Dampfexplosion ausreichend.
Höhere Drücke oder Temperaturen werden für den Prozess nicht benötigt.
Ergebnis der Biogaspotenzialbestimmung für Silomaisschlempe vor (roh) und
nach der Separation (fest und flüssig) mit einem Schwingsieb
Als Ergebnis der überschlägigen Berechnungen lässt sich
festhalten, dass mit der Schlempe eine Biogasanlage mit einer installierten
elektrischen Leistung von 460 kW
el betrieben werden könnte. Dies
entspricht einer thermischen Leistung von rund 300 kW
th für Heizwärme
auf einem Temperaturniveau von 90 °C und 230 kW
Dampf für Sattdampf
bei einem Druck von 7,0 bar und einer Temperatur von 165 °C. Damit könnte die
Brennerei mit elektrischer Energie vollversorgt und ein Großteil des Bedarfs an
Heizwärme und Dampf gedeckt werden.
Die Vorbehandlung der
lignocellulosehaltigen Rohstoffe ist gegenüber zucker- und stärkehaltigen
Rohstoffen mit einem erheblichen energetischen Mehraufwand verbunden. Auch wenn
eine entsprechende Dämpfapparatur noch nicht konstruiert ist und die
energetischen Bedarfswerte nur überschlägig abgeschätzt wurden, so ergibt sich
bereits bei diesem Schritt des Prozesses ein Ansatz für zukünftige
Untersuchungen zur Reduzierung des Energieeinsatzes.