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Holzgas und Kraft-Wärme-Kopplung

Erdgas ersetzen –
Strom und Wärme erzeugen

Die clevere Lösung für lokale, erneuerbare Energie
Kraft-Wärme(Kälte)-Kopplungsanlagen eignen sich
hervorragend für Unternehmen mit hohen Verbräuchen und relevanten Mengen an Einwegpaletten, Holzverpackungen oder Sägeresthölzern.

Wärme/Kälte und Strom rund um die Uhr

Wind und Solar sind Teilzeitkräfte, mit starken Leistungsschwankungen. Unsere KWK Containeranlagen liefern gleichmäßig Strom und Wärme quasi rund um die Uhr. Und das mit dem Rohstoff Hackschnitzel aus Altholz oder Waldrestholz. In unseren Anlagen wird per Pyrolyse aus Holzhackschnitzeln das sogenannte Syngas (auch als Holzgas bekannt) gewonnen. Dieses Gas wird durch Motor und Generator in Strom und Wärme gewandelt. Ist Kälte nötig, kann Wärme mit einem nachgelagertem Adsorptionskältegerät ungefähr mit Faktor 5:1 in Kälte gewandelt werden.

Die Bedeutung des eigenen Stroms (bis zu 50 kWel Leistung pro Linie) ist allgemein bekannt. Aber auch die Wärme ist für Heizung und Kühlung und in vielen Prozessen von großem Wert. Und ganz besonders dann, wenn der Rohstoff quasi auf dem Werksgelände bereitsteht und andernfalls für teueres Geld entsorgt werden müsste…

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Ein Rohstoff – vier Produkte

Bei der Holzvergasung nimmt die Beschaffenheit des Rohstoffs eine zentrale Rolle ein. Die Qualität des verwendeten Rohstoffs kann die Zuverlässigkit und die Lebensdauer des Vergasers erheblich beeinflussen. Der Einsatz von kontaminiertem Material kann auch zu Verstößen gegen die Emissions- und Abfallvorschriften führen. Wir empfehlen Holzhackschnitzeln anstelle von geschreddertem Holz. Der verwendete Rohstoff legt auch zugleich den Vergütungsrahmen fest. So erfolgt die Stromvergütung entweder nach dem Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) oder nach dem Erneuerbare Energien Gesetz (EEG). Unseren Recherchen nach sind unsere Anforderungen an das Hackgut deutlich weniger strikt als bei anderen erhältlichen Systemen. Bei Verwendung von Altholz der Kategorie A1 kennen wir kein anderes System auf Pyrolyse-Basis, das mit vergleichbarer Effizienz und Zuverlässigkeit arbeitet.

Ihr Rohstoff ist geeignet, wenn folgende Parameter eingehalten werden:

  • Altholz der Kategire A1 + Fraktionen A2, störstofffrei oder
  • NawaRo Material (Waldrestholz, Strassenbegleitgrün, etc.), störstofffrei
  • Körnung G50
  • Feinanteil unter 20%
  • Restfeuchte kleiner als 20%

Strom

Eine Standard Linie in Containerbauweise stellt rund 50 kW Leistung bereit und liefert damit im Jahr bei 8.000 Betriebsstunden etwa 400.000 kWh Strom für Eigenverbrauch und Überschusseinspeisung.

Wärme

Eine Standard Linie in Containerbauweise stellt rund 120 kW Leistung bereit und liefert damit im Jahr bei 8.000 Betriebsstunden etwa 960.000 kWh/a (mit bis zu 90 Grad) Wärme für Prozesse, Heizung und Trocknung des eigenen Rohstoffs.

Kälte

Aus der anfallenden Wärme kann unter Verwendung eines Adsorptionskältegerätes Kälte erzeugt werden. Anwendungen sind z. B. Raumklimatisierung oder Verwendung in Prozessen zur Kühlung von Maschinen oder Gütern.

Biokohle

Pyrolyse ist keine Verbrennung. Es entsteht kein Feinstaub im Abgas. Ebenso entsteht keine graue Asche sondern schwarze, kohlenstoffhaltige, aktive Holzkohle in Pulverform. Je nach Rohstoffquelle kann diese in der Bodenverbesserung genutzt werden.

Nutzkreislauf KWK Anlage

In der Darstellung sehen Sie, wie ein Anlagenkonzept mit beteiligten Quellen und Abnehmern funktioniert. Der Übersicht wegen haben wir uns auf die Darstellung von Strom und Heizwärme beschränkt. Die Kälteoption und div. Prozesswärme-Anwendungen wurde nicht berücksichtigt.

Ein wichtiger ökologischer Aspekt der Holzgas-KWK Anlage:

Im Gegensatz zur Holzverbrennung ist die Holzgas-KWK Anlage umweltfreundlich.  Der Prozess ist rechnerisch CO2 negativ, wenn das Beiprodukt  Biokohle als Bodenverbesserer eingesetzt wird. Es wird deutlich weniger CO2 ausgestoßen, als der Baum zu Lebzeiten umgewandelt hat. 

Die Alternative:
Syngas zur Erdgas-Substitution produzieren

Der Weg und die möglichen Rohstoffe zur Holzgas- (Syngas-) Produktion ist der selbe wie oben beschrieben. Es ist kein nachgelagerter Gasmotor erforderlich, sondern lediglich ein dualer Brenner. Dieser nutzt das Syngas solange es ausreichend vorhanden ist, und schaltet dann den Erdgasbrenner zu oder auf diesen um. Damit sind Grundlasten gut abzudecken. Backup-, Spitzenlast und Schnelleinsatz übernimmt weiterhin das Erdgas.

So können, je nach Anwendungsbereich, bis zu 90% des Erdgases eingespart und durch lokal produziertes Gas aus erneuerbaren Energien substituiert werden.

Wirtschaftliche Aspekte

Die Wirtschaftlichkeit einer 50 kWel/120kWth Holzgas-KWK Containeranlage im Altholzbetrieb über 7800-8000 Betriebsstunden pro Jahr ist höchst attraktiv. Diese Faktoren führen zu kurzen Amortisationszeiten:

  • 365t Rohstoff Altholz A1 (mit Fraktionen A2) p. A. verfügbar oder akquirierbar, für die Sie bisher Entsorgungskosten zahlen müssen
  • Strombedarf zumindest Wochentags und  idealerweise rund um die Uhr 
  • Stromverbrauch im Unternehmen mind. 200.000 kWh
  • Netzstrompreis >0,22 €/kWh
  • Wärme-/Kältebedarf >600.000 kWh/a oder Möglichkeit zum Wärmeverkauf an ein Wärmenetz
  • Bisherige Wärmekosten aus Fremdbezug über 0,07 €/kWh
  • Befestigte/versiegelte Fläche von mind. 250 m² zur Verfügung oder nutzbare Bestandsgebäude
  • Radlader vorhanden

Der Betrieb einer Holzgas KWK Anlage mit Altholz kann im Rahmen des KWKG (Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz) umgesetzt werden. Damit sind über die Energiesubstitution hinaus attraktive, staatliche Boni für eigenverbrauchten und netzeingespeisten Strom zu erlangen. Wir informieren Sie gerne über die Details und erstellen eine Wirtschaftlichkeitsanalyse.

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Das wesentliche Gebiet unserer Geschäftstätigkeit ist die Projektierung, Lieferung und Errichtung von Photovoltaikanlagen in unterschiedlichsten Größen und Ausprägungen. Ihr Fachunternehmen für PV seit 2009 – mit eigenem Elektromeister-Profiteam.

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