Biomasse in Baden-Wurttemberg - ein Beitrag zur wirtschaftlichen Nutzung der Ressource Holz als Energietrager German

050104 Anhang IV.pdf......Page 0 Tabellenverzeichnis......Page 11 Abbildungsverzeichnis......Page 18 0 Zusammenfassung......Page 23 1 Einleitung......Page 25 2 Problemstellung und Zielsetzung......Page 26 3.2 Ökobilanzielles Bewertungsverfahren der energetischen Holznutzung......Page 28 3.2.1 Input-Output Analyse......Page 31 3.2.2 Prozesskettenanalyse......Page 35 3.2.2.1 Parameter der Prozesskettenanalyse......Page 36 3.3 Betrachtung der Gesamtsituation Baden-Württemberg......Page 38 3.3.1 Energiesystemanalyse......Page 39 3.3.3 Chancen im Rahmen der Agenda 21......Page 40 4.1 Aufkommen nach Holzarten......Page 41 4.1.1 Waldrestholz......Page 44 4.1.2 Rinde......Page 46 4.1.3 Gebrauchtholz......Page 48 4.1.4 Landschaftspflegeholz......Page 53 4.1.5 Sägenebenprodukte......Page 55 4.1.6 Industrierestholz......Page 56 4.2 Charakterisierung der Holzarten im Hinblick auf die energetische Nutzung......Page 58 4.2.1.1 Einfluss der Baumart, Baumteile......Page 59 4.2.1.3 Einfluss des Wassergehaltes......Page 62 4.2.2 Emissionsrelevante Schadstoffgehalte......Page 65 4.2.2.2 Herkunft der Schadstoffe bei Althölzern......Page 66 4.2.3 Charakterisierung der Aschen......Page 70 4.2.3.1 Nährstoffgehalt......Page 71 4.2.3.3 Gehalt an organischen Schadstoffen......Page 72 4.2.3.4 Eluierverhalten, pH-Wert......Page 73 4.2.3.5 Schmelzverhalten......Page 74 4.3 Brennstoffpreise der Holzarten......Page 75 4.4 Einsatzgebiete der Holzenergie......Page 77 5.1 Auswahl der Anlagenbeispiele......Page 81 5.1.1 Holzfeuerungen aus dem Bereich der kommunalen Nahwärmeversorgung......Page 82 5.1.2 Fernheizwerke......Page 83 5.1.4 Mitverbrennung in Heizkraftwerken......Page 84 5.2.1.1 Bereitstellung von Waldholz......Page 86 5.2.1.1.2 Zerkleinerungstechnik für Waldholz......Page 87 5.2.1.1.3 Trocknung waldfrischer Hackschnitzel......Page 89 5.2.1.1.4 Bilanzierung der Parameter für die Bereitstellung von Waldholz und Rinde......Page 90 5.2.1.2 Bereitstellung von Landschaftspflegeholz und Grünschnitt......Page 92 5.2.1.2.2 Bilanzierung der Parameter für die Bereitstellung von Landschaftspflegeholz......Page 93 5.2.1.3 Bereitstellung von Gebrauchtholz......Page 95 5.2.1.3.1 Sortierungs-, Sichtungs- und Klassierungsverfahren......Page 96 5.2.1.3.2 Zerkleinerung......Page 97 5.2.1.3.3 Transportmittel innerhalb der Aufbereitungsanlage......Page 98 5.2.1.3.5 Brandschutzmaßnahmen......Page 99 5.2.1.3.6 Bilanzierung der Parameter für die Bereitstellung von Gebrauchtholz......Page 100 5.2.1.4 Bereitstellung von Industrierestholz......Page 103 5.2.1.4.1 Bilanzierung der Parameter für die Bereitstellung von Industrierestholz......Page 104 5.2.1.5.1 Bilanzierung der Parameter für die Bereitstellung von Sägewerksrestholz......Page 107 5.2.2.1 Feuerungstechnik......Page 109 5.2.2.1.1 Festbettfeuerungen......Page 110 5.2.2.1.2 Wirbelschichtfeuerungen......Page 112 5.2.2.1.3 Einblasfeuerungen......Page 114 5.2.2.2.1 Primärmaßnahmen......Page 115 5.2.2.2.2 Sekundärmaßnahmen......Page 116 5.2.2.3 Energieumwandlung......Page 120 5.2.2.4 Mitverbrennung von Biomasse in Kohlefeuerungen......Page 122 5.2.2.5 Bilanzierung der Parameter für Feuerungsanlagen......Page 123 5.2.2.5.1 Energiebilanzen über die Feuerungsanlagen......Page 124 5.2.2.5.2 Emissionen der Feuerungsanlagen......Page 129 5.2.2.5.3 Betrachtung der Erzeugungskosten für Wärme und Strom aus der Verbrennung von Holz......Page 134 5.2.3.1 Verwertung der Holzaschen in Land- und Forstwirtschaft......Page 146 5.2.3.2 Verwertung als Zusatz in Baustoffen, Straßenbelägen, Bergversatzmaterial......Page 150 5.2.3.3 Entsorgung auf Deponien......Page 153 5.2.3.4 Sonstige Wege......Page 154 5.2.3.5 Bilanzierung der Parameter für die Entsorgung der Aschen......Page 155 5.2.3.5.1 Verwertung als Sekundärrohstoffdünger in Landwirtschaft oder Forstwirtschaft......Page 156 5.2.3.5.2 Verwertung als Bergversatzmaterial......Page 160 5.2.3.5.3 Entsorgung auf Deponien......Page 161 6.1.1 Kumulierter Energieaufwand......Page 165 6.1.2 Kohlenmonoxid- Emissionen......Page 166 6.1.4 Schwefeldioxid- Emissionen......Page 167 6.1.6 Emissionen an Kohlendioxid......Page 168 6.1.7 Spezifische Investitionen......Page 169 6.2 Vergleich mit fossiler Energieerzeugung......Page 170 6.2.1 Kommunale Nahwärmeversorgung mit dem Holz- Grundlast- System......Page 171 6.2.2 Kommunale Nahwärmeversorgung mit dem Holz- Mittellast- System......Page 172 6.2.3 Fernheizwerke......Page 174 6.2.4 Industrieholzheizkraftwerke......Page 175 6.2.5 Holz- Mitverbrennung im Heizkraftwerk Pforzheim......Page 176 7.1 Variabilität und Unsicherheit der Daten über die Bereitstellung der Brennstoffe......Page 178 7.2 Variabilität und Unsicherheit der Brennstoffpreise......Page 180 7.3 Alternativen der Ascheentsorgung......Page 182 8.1 Charakteristika des Modells und betrachtete Szenarien......Page 186 8.2 Ergebnisse der Modellberechnungen mit Perseus-Reg2......Page 188 Exkurs II: Kanzerogene Emissionen durch Holznutzung in Baden......Page 191 Emissionen von Arsen- und Cadmium und ihren Verbindungen aus......Page 192 Emissionen von Benzol und PAK aus Holzfeuerungen......Page 194 Emissionen von Dioxinen/ Furanen aus Holzfeuerungen......Page 197 10 Exkurs III: Energetische Holznutzung im Rahmen der Lokalen Agenda 21 am Beispiel der Gemeinde Stutensee......Page 199 10.1 Bilanzierung des Holzaufkommens in Stutensee......Page 200 10.2 Mögliche Nutzung der Holzressourcen......Page 201 10.3 Weitere Chancen und Anknüpfungspunkte zu La Petite Pierre......Page 203 11.1 Nutzung Erneuerbarer Energien, CO2fossil- Einsparung......Page 206 11.2 Emissionen durch die Nutzung der Holzenergie......Page 207 11.3 Ökonomische Aspekte der Holzenergienutzung und deren Förderung......Page 208 11.4 Holzenergienutzung zur Stromerzeugung im bestehenden Energiesystem Baden-Württemberg......Page 211 11.5 Aktuelle Tendenzen......Page 213 11.6 Anmerkungen zur Förderung von Wärmebereitstellung aus Holzfeuerungsanlagen......Page 215 Glossar......Page 217 Literaturverzeichnis......Page 223 I.1 Charakterisierung von Holz......Page 238 I.1.1 Berechnung des Energieinputs der Anlagenbeispiele......Page 245 I.2 Charakterisierung der Holzaschen......Page 248 I.3 Bereitstellung von Holz......Page 256 I.4 Feuerungstechnik und Abgasreinigung......Page 261 I.5 Charakterisierung des Teilprozesses Bereitstellung......Page 267 II.1 Bereitstellung von Holz......Page 272 II.2 Feuerungsanlagen......Page 273 II.3 Ascheentsorgung......Page 281 II.4 Fossile Energieträger......Page 286 Anhang III - Daten und Ergebnisse zum Energiesystemmodell......Page 336 Anhang IV – Rahmendaten zur Stadt Stutensee......Page 340 Die Nutzung der erneuerbaren Energiequelle Holz bringt ökologische Vorteile mit sich: Es werden Kohlendioxid-Emissionen eingespart und der Verbrauch fossiler Energiequellen verringert. Zugleich muss jedoch mit erhöhten Schadstoffemissionen, dem Problem der Ascheentsorgung sowie häufig mit erhöhten Energiebereitstellungskosten gerechnet werden.In dieser Arbeit werden die Chancen und Risiken der Energieressource Holz am konkreten Beispiel des Landes Baden-Württemberg unter der Berücksichtigung technischer, ökologischer und ökonomischer Gesichtspunkte bewertet, um eine Grundlage zu politischer Entscheidungsunterstützung zu geben.Neben einer Potenzialanalyse wird anhand konkreter Anlagenbeispiele eine Prozesskettenanalyse durchgeführt, in der kumulierter Energieaufwand, Kohlendioxid-Emissionen, Schadstoffemissionen sowie Kosten bilanziert werden.Die Wirtschaftlichkeit und Konkurrenzfähigkeit der energetischen Holznutzung im Gesamtkontext des bestehenden Energiesystems wird anhand einer systemanalytischen Bewertung mit dem Energiesystemmodell PERSEUS-Reg2 untersucht.Abgerundet wird das Bild durch die Bilanzierung der Emissionen kanzerogener Spurenstoffe aus Holzfeuerungsanlagen für Baden-Württemberg, sowie die Darstellung der Möglichkeiten eines Beitrags zur Nachhaltigkeit Anhand eines konkreten Projekts im Rahmen der Lokalen Agenda 21