Der Reiz der nächsten Generation von Biomasse-Brennwertkesseln
Länder wie auch Einzelpersonen streben den Wechsel zu erneuerbaren Energiequellen an, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Dieser Trend hat dazu beigetragen, den wachsenden Markt für Heiztechnologien zu stärken, die auf der Verbrennung von Biomasse in Form von Holzpellets basieren. Bisher sah sich der Markt jedoch mit Hindernissen in Bezug auf Energie- und Kosteneffizienz konfrontiert. Das EU-finanzierte Projekt C-HEAT befasste sich mit diesen und anderen Themen. Die Wissenschaftler haben sich zum Ziel gesetzt, die praktischen Hindernisse für die Einführung der Technologie zu beseitigen und den Stand der Technik durch reduzierte Emissionen, erhöhte Zuverlässigkeit und integrierte „Plug-and-Heat“-Energieeinheiten erheblich zu verbessern. Bahnbrechendes Design für den Wärmetauscher Bis vor Kurzem hatten Biomassekesselanlagen ohne Brennwertnutzung Schwierigkeiten, mit effizienten Brennwertkesseln für fossile Brennstoffe zu konkurrieren. Dank der bahnbrechenden und patentierten Technologie der C-HEAT-Partner BioCurve und Curvados Quintin ist dies nun nicht mehr der Fall. Nach Angaben des Projektkoordinators Ignacio Quilez führte die neuartige Optimierung des Verbrennungs- und Energietransferprozesses durch das Team zur Entwicklung „des ersten Biomasse-Brennwertkessels ohne Sekundärkreise oder externe Wärmerückgewinnung. Dies ist der erste Biomassekessel, der mit einer Technologie – der Brennwertnutzung – kompatibel ist, die bisher nur für fossile Brennstoffe zur Verfügung stand.“ Die Forscher entwickelten insbesondere einen neuartigen spiralförmigen Biomasse-Wärmetauscher mit einer um etwa 50 % größeren Oberfläche im Vergleich zu handelsüblichen Biomassekesseln. Das spiralförmige Design ermöglicht eine Steigerung der Energieeffizienz um 5 bis 20 % im Vergleich zu herkömmlichen Biomassekesseln, indem die latente Kondensationswärme des Wasserdampfes im Abgasstrom genutzt wird. Darüber hinaus führt dieser Prozess auch zu einer Verringerung der ausgestoßenen Partikelemissionen. Ein angenehmer Nebeneffekt des Spiraldesigns ist dabei die gleichzeitige Abnahme des Volumens des Systems. Die Wissenschaftler haben die Technologie in einer neuen Serie ultrakompakter Kessel mit verbesserten Wärmeleistungen von 125, 150 und 200 kW genutzt, um die bestehenden Kessel mit 25 und 100 kW Leistung zu ergänzen. Quilez erklärt: „… der Körper des Kessels von BioCurve mit 200 kW Leistung – der weltweit größte Biomasse-Brennwertkessel – benötigt nur eine Fläche von 1,2 Quadratmetern, wohingegen … einige der besten Holzpelletkessel – ohne Brennwertnutzung – 1,5 bis 1,7 Quadratmeter in Anspruch nehmen.“ Mehrere Anwendungen mit zahlreichen Vorteilen Die Brennwertkesseltechnologie für Holzpellets von C-HEAT kommt dem Endverbraucher, der Umwelt und möglicherweise auch den örtlichen Gemeinden, in denen sie verwendet wird, zugute. Laut Quilez belohnt die erschwingliche Investition Endverbraucher mit einem Rekordniveau an Energieeinsparungen sowie niedrigen und stabilen Brennstoffkosten (Holzpellets). Zudem wird die Brennstoffversorgungssicherheit durch die Verwendung von lokal erzeugten Energiequellen erhöht, die unabhängig gegenüber geopolitischen Faktoren sind, die die Verfügbarkeit von Brennstoff beeinflussen. Die Kessel von C-HEAT sind für inländische, tertiäre (Büros, Geschäfte, Schulen usw.) und kleine Industriezweige geeignet. Dank ihrer Tiefentemperaturtauglichkeit können sie außerdem in Strahlungsheizungen unter Fußböden oder für die Beheizung von Schwimmbecken eingesetzt werden. Forste und CO2-neutrale Technologien wirken sich positiv auf die Umwelt aus. Darüber hinaus schafft der Biomassesektor Arbeitsplätze, oft in ländlichen Gebieten und trägt somit dazu bei, die Abwanderung der Bevölkerung zu verhindern. Ein deutlicher Beleg für das kommerzielle Potenzial von C-HEAT ist, dass die Biomasse-Brennwertkessel zum Heizen bereits in sieben Ländern verfügbar sind, darunter auch in Ländern mit einigen der strengsten Grenzwerte für Emissionen und Effizienz wie Deutschland, Frankreich und den Niederlanden.”
Schlüsselbegriffe
C-HEAT, Kessel, Biomasse, Brennwertnutzung, Holzpellets, fossile Brennstoffe, erneuerbare Energien, CO2-neutral
