Brennstoffe: Grundlage der Energieerzeugung

Brennstoffe: Grundlage der Energieerzeugung und einer individuellen Versorgung durch den ausgewogenen Mix von Energieträgern

Industrieunternehmen müssen die besonderen Herausforderungen der Klimawende zukunftsorientiert und wirtschaftlich lösen. Besonders Unternehmen mit einem hohen Energiebedarf können durch effektive, moderne und innovative Technik ihre Kosten senken. Effiziente Technologien und die Nutzung regenerativer Energieträger führen darüber hinaus zur Reduzierung der CO2-Emmissionen. Zusammen mit unseren Kunden erstellen wir ein individuelles Energieversorgungskonzept, welches das Unternehmen umweltschonend, zukunftssicher und wirtschaftlich optimal aufstellt. GETEC setzt hierbei auf ein transparentes Brennstoffmanagement und einen breiten Energie-Mix.


Biogene Brennstoffe

Neben den traditionellen Brennstoffen wie Erdgas, Heizöl oder Kohle, hat Biogas seit dem Jahr 2000 stark an Bedeutung gewonnen. Staatliche Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) begünstigt diesen Prozess. Auch GETEC betreibt Biogas-Anlagen zur Erzeugung eines CO2-neutralen Erdgas-äquivalenten Brennstoffs. Durch die Vergärung/Fermentierung von Biomasse entsteht in Biogas-Anlagen erdgasäquivalentes, brennbares Gas, sogenanntes Grüngas. Abfälle und nachwachsende Rohstoffe vergären in den Anlagen, Mikroorganismen setzen Kohlenhydrate, Eiweiße und Fette in Methan und Kohlenstoffdioxid um. Biogas kann anschließend zur regenerativen Erzeugung von elektrischer Energie oder zur Einspeisung in das Gasversorgungsnetz genutzt werden.

Die Vorteile von Biogas:

  • Nachhaltigkeit: Reststoffe und Abfälle werden in wertvolle Energie umgewandelt. Bio-gene Reststoffe werden ungenutzt entsorgt. Zudem ist Biogas ressourcenschonend.
  • Zukunftsfähig: Organische Abfälle sind flächendeckend verfügbar und werden auch in der Zukunft anfallen. Für Landwirte kann dies eine zusätzliche Einnahmequelle darstellen.
  • Anpassungsfähig: BHKW-Anlagen können auf den Betrieb mit Biogas angepasst werden. So werden die Anlagen effizient und trotzdem absolut umweltfreundlich betrieben.

Biogener Staub aus pflanzlichen Faserstoffen ist ein CO2-neutraler Brennstoff zur Energieerzeugung, der im Zuge der Energiewende immer mehr in den Fokus rückt. Der biogene Staub wurde in einer Zusammenarbeit der GETEC mit einem internationalen Nahrungsmittelhersteller entwickelt und auf die Eigenschaften der GETEC-eigenen Staubfeuerungstechnik hin angepasst. Der Staub ist ein Brennstoff aus heimischen Rohstoffen, absolut umweltfreundlich und nachwachsend. Die Energie entsteht aus der Verbrennung pflanzlicher Faserstoffe. Der Biostaub kann schonend in Staubfeuerungsanlagen zur Bereitstellung von Dampf oder Heißwasser verwendet werden. Die Nachhaltigkeit ist der größte Vorteil von Biostaub. In Kombination mit heimischem Braunkohlenstaub kann der biogene Staub genutzt werden, um die CO2-Bilanz einer vorhandenen, konventionellen Staubfeuerung zu verbessern. Aufgrund der Verfügbarkeit des natürlichen Ausgangsproduktes sind die Preise langfristig kalkulierbar.

Holzpellets sind ein heimsicher, zukunftssicherer und klimaneutraler Brennstoff, der inzwischen auch vermehrt im Industriesektor eingesetzt wird. Biomassekraftwerke können effizient mit Holzpellets betrieben werden und erzeugen elektrische Energie, Wärme oder auch Dampf. Holzabfälle werden in Pelletwerken zunächst zerkleinert, getrocknet und in die Pelletform gepresst. Die Nutzung des Brennstoffes ist anschließend weitgehend CO2-neutral, so kann ein bedeutender Beitrag zur Verringerung des Treibhauseffektes geleistet werden. Industrieunternehmen profitieren zusätzlich von der Versorgungssicherheit, einem geringen Transportrisiko und einer attraktiven Kostenbilanz. Da Holzpellets unabhängig vom Öl- und Gaspreis sind, bleiben die Kosten für Pellets, im Vergleich zu alternativen biogenen Brennstoffen, auch in Zukunft vergleichsweise niedrig.

In Kombination mit einem Biomasseheizkessel können Holzhackschnitzel sehr effektiv genutzt werden. Durch die Verwendung einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Technik wird umweltfreundlich Strom und Wärme erzeugt. Die Energie kann direkt vor Ort vom Unternehmen genutzt werden. Der regenerative Brennstoff entsteht aus zerkleinertem, weniger homogenem Holz und dient vor allem als Rohstoff für die holzverarbeitende Industrie. Ähnlich wie Holzpellets profitieren Unternehmen bei Holzhackschnitzeln von der Umweltfreundlichkeit, Nachhaltigkeit und den konstanten Einkaufspreisen. Die Lagerung benötigt allerdings ein größeres Platzangebot, da die Holzhackschnitzel grob verschnitten werden und dadurch bei gleicher Energiemenge eine höhere Schüttdichte besitzen als z.B. verpresste Pellets.

Mit Hilfe des "Inkohlungsprozesses" können aus heterogenen Bioabfällen, wie Laub, Grünschnitt, Rasenschnitt oder häuslichem Biomüll homogene Brennstoffe "designed" werden. Der Prozess der hydrothermalen Karbonisierung (etwa: "wässrige Verkohlung bei erhöhter Temperatur") ist ein chemisches Verfahren zur einfachen Herstellung von kohlenartigen Brennstoffen, Synthesegas, flüssigen Erdöl-Vorstufen und Humus aus Biomasse. Es handelt sich hierbei um einen exothermen Prozess unter Freisetzung von Energie. Der Prozess, der die in der Natur viele Jahrtausende ablaufende Braunkohle-Entstehung ("Inkohlung") innerhalb weniger Stunden technisch nachahmt, wurde von Friedrich Bergius erforscht. Derzeit existieren mehrere Forschungsreaktoren an verschiedenen Standorten. Hier werden Kombinationen von Ausgangsstoffen und deren Reaktion auf die Brennstoffzusammensetzung bzw. auf die Brennstoffeigenschaften untersucht. Die hohe Kohlenstoffeffizienz (Anteil nutzbaren Kohlenstoffs im Verhältnis zum im Ausgangsstoff gebundenen Anteil Kohlenstoff), die kurze Reaktionszeit (Umwandlungszeit) und die Vielfältigkeit der Reaktionsführung sorgen in der Summe für die Weiterentwicklung des Verfahrens.



Konventionelle Brennstoffe

Aufgrund einer weitverbreiteten Infrastruktur und der einfachen Verarbeitung gehört Erdgas in Deutschland zu den am häufigsten genutzten Brennstoffen in der Industrie. Ohne Umwandlungsverluste bei der Förderung von Erdgas gelangt der Brennstoff über Pipelines direkt zum Kunden. Durch die besondere Vielseitigkeit des Energieträgers wird Erdgas zur Erzeugung von Wärme, Strom und Kälte eingesetzt. Dabei realisiert es bei effizienter Anwendung höchste Wirkungsgrade, ist schadstoffarm und verbrennt ohne feste Rückstände. Aufgrund der günstigen Wasserstoff/ Kohlenstoffverhältnisse stößt Erdgas nur geringe CO2-Emissionen aus.

 

Nutzung von Erdgas:

  • Wärme- und Stromerzeugung: KWK-Anlagen nutzen Erdgas als Brennstoff. Ein Blockheizkraftwerk kann unter optimalen Bedingungen so einen Wirkungsgrad von nahezu 95 % erreichen.
  • Mobilität: Erdgas ist erheblich günstiger als Benzin oder Diesel und zeichnet sich durch eine saubere Verbrennung aus. Erdgas-Motoren reduzieren den CO2-Ausstoß und tragen somit zum Umweltschutz bei.

Heizöl ist ein wichtiger Energieträger in der Industrie. Durch eine stoffliche Aufbereitung von Rohöl entsteht das gebräuchliche Heizöl, welches abermals in schwer, mittelschwer, leicht und extra-leicht unterteilt wird. Der größte Unterschied liegt dabei in der Dichte der Bestandteile. In modernen Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen kann extra-leichtes Heizöl mit anderen Brennstoffen kombiniert werden und als Energieträger fungieren. Die Vorteile liegen dabei auf der Hand: Eine hohe Energieeffizienz, Unabhängigkeit bei der Lieferung und die Sicherheit, Energie auf Vorrat zu lagern. Sie können auf aktuelle Marktpreise reagieren und sichern sich Ihre Energieversorgung. Darüber hinaus bedarf es bei der Versorgung mit Heizöl keiner komplexen Anschlussinfrastruktur und keiner Vorhaltekosten. Bei zeitlich begrenzten Leistungsspitzen stellt Heizöl aufgrund der kostenfreien Lagerung/Vorhaltung die optimale Ergänzung zu alternativen Primärenergieträgern dar. Moderne Anlagen zur Lagerung und Dosierung sind auf Langlebigkeit und Zuverlässigkeit ausgerichtet.

Die Braunkohlestaubtechnik (BKS) ermöglicht den Einsatz eines heimischen Brennstoffs, der allerdings nicht mit der Rohbraunkohle verwechselt werden darf, die in zahlreichen Kraftwerken eingesetzt wird. Zur Herstellung von Braunkohlenstaub wird besonders hochwertige Braunkohle, mit speziellen Verbrennungseigenschaften und geringem Anteil an inertem Material gewonnen, aufbereitet, getrocknet und gemahlen. Durch diese Veredelung wird ein besonders homogener Festbrennstoff gewonnen, welcher durch einen geringen Wassergehalt mit einem konstanten Brennstoffheizwert punktet. Langfristig stabile Preise können durch die Vorkommen in Mitteldeutschland, der Lausitz und am Niederrhein garantiert werden. Die geringen Gestehungskosten des Brennstoffs sichern einen Kostenvorteil gegenüber alternativen Primärenergieträgern wie Heizöl und Erdgas.

Brennstoffe, die aus Abfällen gewonnen werden, sind durch ihre ökologische und ökonomische Bedeutung sehr wichtig. Auch aufgrund der wachsenden Bedeutung der Nachhaltigkeit wächst der Anteil dieser sogenannten Ersatzbrennstoffe. Die Herkunft ist dabei zweitrangig: die Abfälle können aus Privathaushalten oder der Industrie stammen. Durch die Wiederverwendung werden wertvolle Ressourcen und CO2-Emissionen eingespart. In Abhängigkeit der Brennstoff-homogenität, seiner Zusammensetzung und des mittleren Heizwertes sind die Anlagen-technologien zur energetischen Nutzung derartiger Brennstoffe äußerst heterogen.

 

Beispiele zur Verwertung von Ersatzbrennstoffen:

  • Industriekraftwerke
  • Müllverbrennungsanlagen
  • Zement- und Kalkindustrie

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