SNG-Studie
SNG-Studie – Energetische Betrachtung der thermochemischen Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen und anschließender dezentraler Nutzung mit innovativen Verwendungstechnologien
Das Projekt ist bereits abgeschlossen. Sie finden den Abschlussbericht zum Download in der rechten Spalte.
Die thermochemische Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen wie SNG (synthetisches Erdgas) oder Wasserstoff aus festen Brennstoffen (z. B. Steinkohle oder ligninreiche Biomasse) stellt eine interessante Variante der Veredelung dar. Im Gegensatz zur zentralen Stromerzeugung in Großkraftwerken besteht die Möglichkeit, dezentral energieeffiziente Kraft-Wärme-Kopplungstechnologien einzusetzen, die einen hohen energetischen Gesamtwirkungsgrad ermöglichen.
Projektziele
Ziel der Studie war eine energetische Bewertung der Pfade
- dezentrale Verstromung über die Einspeisung von SNG bzw. Wasserstoff in das Gasnetz und Nutzung in KWK-Anlagen,
- zentrale Verstromung in Kraftwerken, sowie der
- Vergleich mit der Einspeisung von Biogas.
Es wurden verschiedene Kraftwerkskonzepte mit und ohne CCS energetisch bewertet. Dabei fanden insbesondere die derzeit absehbaren Entwicklungen in der Kraftwerkstechnologie Berücksichtigung. Auch erfolgte eine Analyse verschiedener Erzeugungstechnologien von SNG und Wasserstoff aus Kohle. Zur Bewertung der energetischen Gesamtwirkungsgrade wurden die Gesamtprozessketten der zentralen Verstromung in Großkraftwerken mit der dezentralen Nutzung von gasförmigen Brennstoffen mit Kraft-Wärme-Kopplung verglichen. Für die Kraft-Wärme-Kopplung sind derzeit erreichbare Wirkungsgrade (BHKW) und angestrebte Zielbereiche (z. B. Brennstoffzelle) angesetzt.
In der zentralen Stromerzeugung liegen die gegenwärtig realisierbaren elektrischen Wirkungsgrade zwischen 43 (Braunkohle) und 59 Prozent (Erdgas). In den nächsten 10 Jahren sind Erhöhungen im niedrigen einstelligen Prozentbereich zu erwarten.
Weitere Potenziale werden derzeit in IGCC[9]-Technologien gesetzt, mit denen sich theoretisch deutlich höhere Wirkungsgrade als bei der konventionellen Kohleverstromung erzielen lassen. Bisherige Erfahrungswerte zeigen jedoch keine signifikante Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades bei gleichzeitig deutlich erhöhter Komplexität. So ist z. B. bei der Bewertung die Hilfsenergie für die Luftzerlegung zu berücksichtigen. Der Energieaufwand für CO2-Abtrennung, -Transport und -Speicherung (CCS) wird mit 7 bis 14 Prozentpunkten veranschlagt. Bei Berücksichtigung dieser Faktoren ist zu erkennen, dass die zu erwartenden elektrischen Wirkungsgrade für Kohlekraftwerke unter 40 Prozent liegen dürften.
Auf die Biogas Versorgungskette bezogen, ermöglicht die dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung hohe energetische Gesamtwirkungsgrade von bis zu 71 Prozent, wenn neben der erzeugten elektrischen Energie auch für die anfallende Abwärme kontinuierliche Nutzungsmöglichkeiten bestehen. Zentral an der Biogasanlage kann die Abwärme in der Regel nicht genutzt werden, weswegen die Einspeisung ins Erdgasnetz aus energetischer Sicht sinnvoll ist
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Die Nutzung der Abwärme bei der dezentralen Stromerzeugung erhöht die Nutzungsgrade des Biogases deutlich.
Quelle: DVGW-EBI
Die Nutzung der Abwärme bei der dezentralen Stromerzeugung erhöht die Nutzungsgrade des Biogases deutlich.
Quelle: DVGW-EBI
