Energiesubsistenz: Holzvergaser-BHKWe

ENERGIESUBSISTENZ
Energiesubsistenz: Holzvergaser-BHKWe
Überblick über den Stand der Technik der Holzvergasung
I
Wolfgang Eichinger
Autor:
Wolfgang Eichinger
mit Unterstützung
von Werner Schifter
und Gerald Bauer.
Quellenangabe:
Eine Linksammlung
befindet sich auf
www.permakultur.
net/?mdoc_id=100
0579
Die Vortragenden:
Werner Schifter
und Ing. Leo
Riebenbauer
n der Permakultur ist es ein Ziel,
die zum Leben und Arbeiten benötigte Energie an seinem Lebensort umzuwandeln und möglichst effektiv zu nutzen. Angeregt
durch einen Vortrag zum Thema
„Mini-Blockheizkraftwerke
und
Holzvergaser“ möchte ich einen
kurzen Überblick über den Stand
der Technik der Holzvergasung
und Möglichkeiten der privaten
und/oder gewerblichen Nutzung
geben. Der erwähnte Vortrag fand
am 18. Dezember 2007, an der FH
Wiener Neustadt, Standort Wieselburg (in Folge FHWN) statt und
wurde von Ing. Leo Riebenbauer
und Herrn Werner Schifter gehalten.
Diese Technik kann es unter
Umständen, auf die ich im Artikel
eingehen werde, ermöglichen,
Wärmeenergie und Elektrische
Energie für den eigenen Bedarf und
darüber hinaus bereitzustellen.
Wie in der Permakultur üblich,
könnte ein etwaiger Überschuss an
Energie verteilt werden. Dabei
könnte man, da größere Anlagen
mit einem höheren Wirkungsgrad
arbeiten, an eine größere Gemeinschaftsanlage denken, die Strom
und Wärme für ein ganzes Dorf
oder eine Region bereitstellt. Aber
auch kleine, dezentrale Anlagen
für einzelne Wohnhäuser sind
interessant und bereits vielfach in
Betrieb.
Nutzungsmöglichkeiten und
Anlagentypen
Das Betreiben von Motoren mit
Holzgas ist nichts Neues. Georges
Imbert hat zu Beginn des letzten
Jahrhunderts Holzgasanlagen entwickelt, die für die Nutzung in
Fahrzeugen konzipiert waren. In
den 1940er-Jahren des 20. Jahr-
Holzkohle-Gasgeneraturanlage in Monteria, Kolumbien
(1990). Generatorkessel, Absetzbehälter, Filterbehälter, Wechselstromgenerator 3 kW, Motor. Aus dem Themenheft: „Kleine
Holzvergaser“ von Ulrich Graf, www.imtreibhaus.de
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PKA Nr. 37, Jänner bis Mai 2008
hunderts gab es eine Million Fahrzeuge, die mit unterschiedlichen
Systemen von Holzgasmotoren betrieben wurden.
Heutzutage sind mehrere verschiedene Bauweisen von Holzvergaser-Reaktoren bekannt, deren
Wirkungsgrade zum Teil weit
höher liegen als bei damaligen
Verfahren. Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Anlagen
mit Wirbelschicht-, Flugstromoder Festbettvergasung. Bei der
Festbettvergasung gibt es noch die
Möglichkeit, im Gegenstrom- oder
bzw. und (kombinierte Verfahren)
im Gleichstromprinzip zu arbeiten.
Entscheidend für die Bezeichnung
des Verfahrens ist hierbei die Richtung des Gasentzugs aus dem Reaktor. Strömt das Gas in die gleiche
Richtung wie der geringer werdende Feststoffanteil im Prozess, so
spricht man vom Gleichstromprinzip et vice versa.
Die höchste Gasqualität wird
nach aktuellen Forschungsergebnissen in mehrstufigen Gleichstrom-Festbettvergasern erzielt. Im
Vortrag an der FHWN wurde eine
sehr interessante Anlage präsentiert, die seit 1989 an der Technischen Universität in Dänemark
(DTU) entwickelt wird. Dieser Anlagentyp ist aber relativ aufwendig
und für eine Heimanwendung nur
bedingt geeignet.
Wirkungsweise
Heutige Anlagen werden zum
Großteil mit grobem Holzhackgut
betrieben, bei mehrstufigen Anlagen kann das Hackgut kleiner sein.
Im Wesentlichen wird im Holzvergaser das Holz langsam erhitzt. Sobald die im Holz enthaltene
Feuchtigkeit verdampft ist, steigt
die Temperatur über 100° C. Von
200 bis 600° C geht der Großteil
der Trockenmasse des Holzes in
die Dampfphase – in Form von
Schwelgasen und dampfförmigem
Teer – über (Pyrolyse). Als Feststoff
bleibt vorerst nur Holzkohle übrig,
die aber gleich anschließend durch
Zugabe von Luft teilweise verbrannt wird und die für den Prozess notwendige Wärme liefert. Sie
wird auch teilweise durch Reaktion mit den heißen Gasen (Reduktion) verbraucht. Weil dem Prozess
weniger Luft zugeführt wird, als für
eine vollständige Verbrennung notwendig ist, verbleibt ein brennbares Gas.
Das entstandene Holzgas kann
in einer Gasturbine, einem Benzin-
motor, aber auch in einem umgebauten Dieselmotor in Wärmeund Bewegungsenergie umgewandelt werden. Die Wärmeenergie
kann direkt einem Heizungssystem
zugeführt werden, die Bewegungsenergie kann durch einen Drehstromgenerator weiter in elektrische Enegie umgewandelt werden.
Möglich wäre auch eine Anlage
mit Stirlingmotor, einer Art Kolbenmotor, der die entstehenden
Temperaturdifferenzen zwischen
Brennraum und Außentemperatur
nützt.
Fazit und Überlegungen für das
eigene Holzvergaser-BHKW
Der Platzbedarf der Holzvergaseranlagen selbst muss nicht zwingend größer sein als der eines herkömmlichen Heizungssystems. Je
nach Anlagentyp benötigt man jedoch eine mehr oder weniger
große Menge an Holz, eine Möglichkeit, dieses zu Hackgut zu verarbeiten, zu lagern und kontinuierlich zur Anlage zu befördern. Man
benötigt einen Motor, oder eine
Turbine. Am einfachsten ist es,
einen alten Pkw-Motor zu verwenden. Die Motore benötigen eine
kontinuierliche Temperaturabnahme und Schmierung. Zur Bereitstellung von elektrischer Energie
wird ein Wechselstromgenerator
benötigt. Weitere Details zu den
verschiedenen Anlagentypen können Sie auf den angegebenen
Internetseiten finden.
Kleine Anlagen können, wie
Beispiele beweisen, im Selbstbau
realisiert werden. Bei größeren Anlagen kann es allerdings schwierig
werden, eine behördliche Genehmigung zu bekommen, wie in der
Diskussion nach dem Vortrag an
der FHWN besprochen wurde.
Weiters wurde diskutiert, dass
während der Anheizphase, aufgrund der noch geringen Temperatur im Vergasungsreaktor, ein stark
verunreinigtes und gesundheitsschädliches Gas entsteht, das abgefackelt werden muss, auch
damit der Gasmotor nicht „verteert“. Dieser kann erst etwas später zugeschaltet werden.
Serienreife, im Handel erhältliche Anlagen, gibt es nur vereinzelt. Beispiele – auch aus Ländern
des Südens – beweisen aber, dass
diese Technik eine gut handhabbare Alternative zu herkömmlichen
Heizungssystemen und der zentralen Stromversorgung darstellt. ■
www.permakultur.net