Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Bei der Technologie der Holzvergasung handelt es sich um ein Verfahren mit dem Ziel, aus fester Biomasse, in aller Regel in Form von Holzhackschnitzeln, gleichzeitig Strom und Wärme zu gewinnen.In Abgrenzung dazu steht der Bereich der Holzverbrennung zum Zwecke der Wärmeproduktion. Der wesentliche Unterschied zur Holzvergasung besteht darin, dass bei den Anlagen zur Holzverbrennung kein in einem Motor nutzbares Gas produziert wird.

Missverständlich kann insofern die Bezeichnung „Scheitholzvergaser" für einen modernen Scheitholzkessel sein, in dem zwei Zonen für die Entstehung der Brenngase und deren Nachverbrennung vorhanden sind, die jedoch in einem Gerät untergebracht sind. Hier ist jedoch eine Abtrennung der Brenngase zur späteren Nutzung in einem Gasmotor nicht möglich. Vielmehr werden diese Brenngase in unmittelbarem zeitlichen Zusammenhang verbrannt, um die gesamte Wärme über einen Wärmetauscher abzugeben.

Die Verbrennung von Holz kann in drei Phasen gegliedert werden: Bei der Trocknung (bis ca. 150 °C) wird das im Holz enthaltene Wasser verdampft, während der Pyrolyse (150 bis 600 °C) gehen ca. 85 % der Holzmasse in die gasförmige Phase über und in der Phase der Oxidation (400 bis 1300 °C) werden die brennbaren Bestand-teile des Holzes mit Sauerstoff vollständig umgesetzt.

grafik holzgasDem gegenüber wird bei Holzvergasungsanlagen zunächst in der eigentlichen Vergasungsanlage ein Produktgas erzeugt. In der Regel wird dieses Holzgas in einem zweiten Schritt gereinigt und gekühlt. Schließlich wird aus dem Gas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom und Wärme erzeugt.

Der Prozess der Holzvergasung kann in vier Stufen unterteilt werden. In einem ersten Schritt wird durch Erhitzung das in der Biomasse noch vorhandene Wasser verdampft (Trocknung). Die zweite Phase ist gekennzeichnet durch die Überführung wesentlicher Teile des Holzes in die Gasphase und wird in der Regel mit dem Begriff „Pyrolyse" beschrieben. In der dritten Stufe wird ein Teil der entstandenen Gase sowie des verbliebenen Kohlenstoffs verbrannt (Oxidation). Dies liefert die Energie für die Trocknung und Pyrolyse sowie für die abschließende vierte Phase der Reduktion, die zur Entstehung der heizwertreichen Komponenten des Produktgases (Kohlenmonoxid CO, Wasserstoff H2 und Methan CH4) führt. Im kleinen Leistungsbereich wird den Anlagen als Vergasungsmittel in der Regel Luft zugeführt, während bei größeren Anlagen auch Wasserdampf oder reiner Sauerstoff eingesetzt wird.

Ein großer Teil der mineralischen Bestandteile des Holzes (im Wesentlichen Ca-, Mg-, K-, P-, Na-Verbindungen), geringe Mengen Schwermetalle, mit dem Holz eingetragene Sand- und Erdmengen sowie unverbrannter Kohlenstoff bilden die bei der Vergasung zurückbleibende Asche. Ein Teil der Asche findet sich allerdings als Staub auch im Produktgas wieder. Außerdem enthält das Produktgas zusätzlich zu den oben angeführten heizwertliefernden Gasen noch Stickstoff, Kohlendioxid, Sauerstoff, Wasserdampf und langkettige Kohlenwasserstoff-Moleküle, speziell sogenannte „Teere". Der Gehalt an Staub und Teeren im Produktgas hat einen großen Einfluss auf die anschließende Nutzung in einem BHKW.


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