Biomasseverbrennung

Die Biomasseverbrennung ist ein Prozess zur Erzeugung von thermischer Energie aus biogenen Brennstoffen. Dies kann in Biomasseheizwerken, Biomasseheizkraftwerken oder bei der Mitverbrennung in konventionellen Kraftwerken (Co-Firing) geschehen.

Anwendung und Nutzen

In Biomassekraftwerken wird die bei der Verbrennung entstehende Wärme genutzt, um über Turbinen elektrischen Strom zu erzeugen. Im Biomasseheizkraftwerk wird zusätzlich zum erzeugten Strom die entstehende Wärme ausgekoppelt und über ein Wärmenetz verteilt. Eine Unterform der Biomasseverbrennung ist das Co-Firing. Beim Co-Firing wird Biomasse in Verbindung mit fossilen Energieträgern in konventionellen Kraftwerken verbrannt.

Verfahren

Der Ablauf der Verbrennung teilt sich in die Phasen Aufheizung und Trocknung, Pyrolyse, Vergasung und Oxidation. Sie finden in unterschiedlichen Temperaturbereichen teilweise parallel statt. Die Phasen lassen sich über ihre Temperaturen und die Luftüberschusszahl beschreiben. Die Luftüberschusszahl definiert, ob die kohlenstoffhaltigen Verbindungen im Verbrennungsprozess vollständig oxidiert werden. Eine vollständige Oxidation erfolgt bei einer Luftüberschusszahl >1. Die Aufheizung und Trocknung dient der Austreibung des Wassers aus dem Brennstoff. Ausschlaggebend für die Dauer und die Effizienz dieses Prozesses ist der Wassergehalt der Biomasse. Bei der sich daran anschließenden Pyrolyse beginnt die thermische Zersetzung unter Luftausschluss. Sie dient der Aufspaltung der langkettigen Kohlenwasserstoffe in kurzkettige Kohlenwasserstoffe. Es entstehen Pyrolysekohle, Pyrolyseöl und Pyrolysegas.

Die Vergasung bezeichnet die Teilverbrennung des im Festbrennstoff enthaltenen Kohlenstoffs. Das entstehende Gas kann dann direkt für die Verbrennung genutzt werden. Die Oxidation bezeichnet die Verbrennung der brennbaren Gase. Produkte dieser Reaktion sind Wärme, Kohlenstoffdioxid und Wasserdampf. Es handelt sich um eine exotherme Reaktion, sie setzt also Energie in Form von Wärme frei, die zur Nutzung bereitsteht. Ein Teil der freigesetzten Energie kann für die vorgeschalteten Prozesse genutzt werden.

Synonym(e):

Verbrennung von Biomasse

Englische Übersetzung(en):

biomass combustion