Erwähnt man heutzutage das Thema Klimaschutz im Bereich der Energieversorgung, lassen sich heiße Debatten führen. Seit dem Beschluss der Energiewende nimmt der Anteil erneuerbarer Energien zu, wodurch mit Deutschlands ambitionierter Klimaschutzpolitik ein wichtiger Schritt zur Reduktion von Treibhausgasemissionen gesetzt wird.
Allerdings spiegelt der Primärenergieverbrauch eine derzeitig andere Situation wieder, der sich zum größten Teil aus den fossilen Energieträgern Mineralöl, Erdgas und Kohle zusammensetzt. Somit entstehen durch die Energieversorgung große Mengen an Treibhaus-gasemissionen, weshalb hier Einsparungspotenziale vorliegen. Zu diesem Thema setzt die deutsche Klimaschutzpolitik Maßnahmen ein, die zur Effizienzsteigerung von Strombereitstellungstechnologien, Energieeinsparungen und dem Ausbau erneuerbarenr Energien führen.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
2. Bedeutung von Nachhaltigkeit unter dem Aspekt der Energieversorgung
2.1 Aufbau und Entwicklung des Primärenergieverbrauchs
2.2 Gesamtressourcen – Verfügbarkeit
2.3 Globaler Klimawandel – Treibhausgasemissionen
3. Biomasseverbrennung – thermochemische Umwandlung
3.1 Grundlagen der Biomasse
3.1.1 Besonderheiten und Vorteile bei der Nutzung von Biomasse
3.1.2 Möglichkeiten der Umwandlung von Biomasse
3.2 Verbrennungsanlagen – Stand der Technik
3.2.1 Handbeschickte Feuerungsanlagen
3.2.2 Automatisch beschickte Feuerungsanlagen
3.2.3 Großfeuerungsanlagen – Biomassekraftwerke
3.2.3.1 Nationale Biomassekraftwerke
3.2.3.2 Internationale Biomassekraftwerke – Europäische Union
3.3 Nationale Förderprogramme
3.4 Internationale Förderprogramme
4. Oxyfuel-Verbrennung von Kohle
4.1 Carbon Capture and Storage
4.2 Grundlagen der Oxyfuel-Verbrennung
4.2.1 Aufbau der Oxyfuel-Prozesskette – Vor- und Nachteile
4.3 Projekte der Oxyfuel-Verbrennung in Kohlekraftwerken – weltweit
4.3.1 Nationale Oxyfuel-Projekte
4.3.2 Internationale Oxyfuel-Projekte
4.4 CCS-Gesetz und nationale Förderprogramme
4.5 Internationale Förderprogramme, Projekte und Plattformen
4.6 Anwendungen des Oxyfuel-Verfahrens außerhalb der Kohleverbrennung
5. Zukünftige Potenziale ausgewählter Energieverfahren
5.1 Biomasseverbrennung
5.2 Oxyfuel-Verbrennung von Kohle
5.3 Oxyfuel- und Biomasse-Mitverbrennung als CO2-Senke
5.3.1 Technische Grundlagen der Biomasse-Mitverbrennung
5.3.2 Entwicklung der Biomasse-Mitverbrennung
5.3.3 Potenzial des Oxyfuel-Verfahren unter Einsatz von Kohle und Biomasse
6. Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht das Potenzial der Kombination von Biomasseverbrennung und der Oxyfuel-Technologie bei der Kohleverbrennung, um durch die Nutzung von Biomasse als CO2-Senke einen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung und zum Klimaschutz zu leisten.
- Analyse der Nachhaltigkeit und Energieversorgung
- Grundlagen und Stand der Technik der Biomasseverbrennung
- Technologische Bewertung der Oxyfuel-Verbrennung
- Untersuchung von Förderprogrammen und CCS-Strategien
- Bewertung von Potenzialen zur CO2-Emissionsminderung
Auszug aus dem Buch
3.1 Grundlagen der Biomasse
Kapitel 3.1 gibt einen allgemeinen Überblick wieder, der sich mit den Grundlagen der Biomasse beschäftigt. Übergehend von der Definition der Biomasse, den Besonderheiten, Vorteilen, Umwandlungsmöglichkeiten bis hin zu den Teilprozessen der Verbrennung.
In dem Buch „Energie aus Biomasse“ definiert KALTSCHMITT [KHH09] den Begriff Biomasse folgendermaßen:
„Unter dem Begriff Biomasse werden sämtliche Stoffe organischer Herkunft (d.h. kohlenstoffhaltiger Materie) verstanden. Biomasse beinhaltet damit
- die in der Natur lebende Phyto- und Zoomasse (z.B. Bäume und Gräser)
- die daraus resultierenden Rückstände (z.B. tierische Extremente)
- abgestorbene Phyto- und Zoomasse (z.B. Stroh)
- im weiteren Sinne alle Stoffe, die bspw. durch eine technische Umwandlung und/oder eine stoffliche Nutzung entstanden sind bzw. anfallen (z.B. Schwarzlauge, Papier, Zellstoff, Schlachthofabfälle, organische Hausmüllfraktionen, Pflanzenöl, Alkohol).“ (S. 2 [KHH09])
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Diese Einleitung führt in die Problematik der Energieversorgung im Kontext der Energiewende ein und definiert das Ziel der Arbeit, die Kombinationsmöglichkeiten und das Potenzial von Biomasse und Oxyfuel-Verbrennung zu bewerten.
2. Bedeutung von Nachhaltigkeit unter dem Aspekt der Energieversorgung: Dieses Kapitel erläutert den Begriff Nachhaltigkeit historisch und untersucht den globalen Primärenergieverbrauch sowie die Auswirkungen von Treibhausgasemissionen.
3. Biomasseverbrennung – thermochemische Umwandlung: Hier werden die Grundlagen, Verbrennungsarten und technologische Verfahren der Biomasse sowie die relevanten nationalen und internationalen Förderprogramme detailliert betrachtet.
4. Oxyfuel-Verbrennung von Kohle: Dieses Kapitel widmet sich der CCS-Technologie und dem spezifischen Oxyfuel-Verfahren inklusive globaler Projekte, regulatorischer Rahmenbedingungen und Anwendungen außerhalb der Kohleverbrennung.
5. Zukünftige Potenziale ausgewählter Energieverfahren: Hier wird das Potenzial beider Verfahren abgeschätzt, wobei insbesondere die Biomasse-Mitverbrennung unter Einsatz des Oxyfuel-Verfahrens als CO2-Senke technisch und ökonomisch bewertet wird.
6. Zusammenfassung: Die Ergebnisse der Untersuchung werden hier gebündelt und die Relevanz der untersuchten Technologien für eine nachhaltige Energieversorgung unter Einbeziehung der ökonomischen und politischen Rahmenbedingungen hervorgehoben.
Schlüsselwörter
Biomasseverbrennung, Oxyfuel-Verfahren, CO2-Senke, Nachhaltigkeit, Energiewende, CCS-Technologie, Treibhausgasemissionen, Erneuerbare Energien, Biomasse-Mitverbrennung, Kraftwerkstechnik, Energieeffizienz, Klimaschutz, Förderprogramme, Kohlekraftwerke, Energiepflanzen.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit analysiert die Möglichkeiten, durch die Kombination von Biomasseverbrennung und der Oxyfuel-Technologie in Kohlekraftwerken Treibhausgasemissionen signifikant zu reduzieren und das Verfahren als CO2-Senke zu nutzen.
Welche zentralen Themenfelder werden behandelt?
Zentral sind die energetische Nutzung von Biomasse, die technischen Grundlagen der Oxyfuel-Verbrennung, die CCS-Technologie zur CO2-Abtrennung sowie die Bewertung der Potenziale im Rahmen der globalen Energiewende.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Bewertung der Kombinationsmöglichkeit von Biomasse und Oxyfuel-Verbrennung bei der Kohleverstromung, um Potenziale für ein „Zero-Emission-Kraftwerk“ bzw. eine CO2-Senke aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Die Arbeit basiert auf einer tiefgehenden Analyse der bestehenden Fachliteratur, technischer Prozessbeschreibungen sowie der Auswertung von Daten zu Förderprogrammen und weltweiten Pilotprojekten.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Im Hauptteil werden zunächst die Grundlagen der Biomasse und deren Verbrennungstechnologien sowie die CCS-Technik erläutert, gefolgt von einer Potenzialabschätzung der Kombination beider Ansätze.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Biomasseverbrennung, Oxyfuel-Verfahren, CO2-Senke, Klimaschutz und CCS-Technologie geprägt.
Was besagt das "Teller und Tank"-Dilemma im Kontext dieser Arbeit?
Es thematisiert den ethischen Konflikt zwischen der Nutzung landwirtschaftlicher Flächen für die Erzeugung von Energiepflanzen und dem Bedarf an Flächen zur Nahrungsmittelproduktion, was ein kritisches Kriterium bei der Bewertung der Biomasse-Potenziale ist.
Warum wird die Biomasse-Mitverbrennung als CO2-Senke betrachtet?
Da Biomasse während ihres Wachstums CO2 aus der Atmosphäre aufnimmt, kann sie bei einer entsprechenden Kombination mit CCS-Verfahren rechnerisch zu negativen Emissionen führen, wodurch das System CO2 aus der Atmosphäre entnimmt.
- Quote paper
- Dominik Pietsch (Author), 2014, Biomasse- und Oxyfuel-Verbrennung. Ausgewählte Verfahren auf dem Weg zu einer nachhaltigen Energieversorgung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/358452
