MicroCHeap contract TH/Asia Pro Eco/05 (101302) opening remarks by DGS-President Jan Kai Dobelmann

WP 5 in the project framework WP4: Co-ordination of European research activities Will exchange information with WP2, WP3 and WP5, and feed information to WP6 WP2: Elaboration of the current state of the art and market size Will exchange information with WP3 and WP4 and feed information to WP6 WP3: Mapping of current research activities and centres of excellence Will exchange information with WP2 and WP4, and feed information to WP5 and WP6 WP5: Investigation of links between renewable energy systems and micro-CHP Will receive input from WP2 – WP4, and feed information to WP6 Start Month 13 End Month 30 WP6: Technology transfer and staff secondments Will make use of results from WP2 – WP5

Tasks of the partners I

Tasks of the partners II

WP5 Objectives + Results To identify renewable energy technologies to be combined with micro-CHP systems To assess the market feasibility of new renewable micro-CHP systems in comparison with systems analysed in WP1 To steer future research in micro-CHP towards sustainable energy systems Deliverables: D21 Documented review of technological links to renewable energy systems and market potential (Month 30) Expected results and corresponding milestones: M5.1 Identification of suitable technologies for investigation (Month 18)

WP 5 description of work Description of work: identify technologies for new renewable micro-CHP systems or conversion with renewable energy sources. Basis on information from WP1 and WP2. Technology criteria: Efficiency of energy conversion, Cost of production, Reliability and maintenance, Cost of integration, Environmental benefits and impact, payback time, costs of energy production outlined within WP, existing research recorded within WP2 Feasibility studies on new or converted technologies. Evaluation of the results for overcoming the barriers of implementation highlighted within WP1.

Vision: Bio-Solar Cogeneration -Technische und wirtschaftliche Betrachtungen- vorgestellt: von Dipl.- Ing. Gunnar Böttger Ziel: Vorraussetzungen für Durchführen des 200 h Test schaffen Unsere Aufgabe: Leistungsüberwachung + Endbericht

Holzgasauto nach dem 2. Weltkrieg Entwicklung einer spezielle Messapparatur, die eine zuverlässige Leistungsüberwachung und computergestützte Aufzeichnung garantiert alle 30 Sek Aufzeichnung von einem Messpunkt

Funktionsprinzip Holzgasentstehung Trocknung: Entstehung von Wasserdampf Temperatur: 100°C - 200°C Pyrolyse: Entgasung und thermische Zersetzung Temperaturen: 300°C - 600°C, =0 Oxidation: Oxidation des Kohlenstoffs und Wasserstoffs Temperatur über 600°C Reduktion: Entstehung des eigentlichen Holzgases durch die Reduktion der Oxidationsprodukte CO2 und H2O an der glühenden Kohle Temperatur ca. 500°C Entwicklung einer spezielle Messapparatur, die eine zuverlässige Leistungsüberwachung und computergestützte Aufzeichnung garantiert alle 30 Sek Aufzeichnung von einem Messpunkt

Funktionsprinzip Holzgasentstehung Entwicklung einer spezielle Messapparatur, die eine zuverlässige Leistungsüberwachung und computergestützte Aufzeichnung garantiert alle 30 Sek Aufzeichnung von einem Messpunkt

Aufbau eines Joos-Vergasers Eingabetrichter (1) Schneckenförderer (2) Reaktor (3) Zyklon (4) Wärmetauscher (5)

Funktion, Energie und Stoffströme Entwicklung einer spezielle Messapparatur, die eine zuverlässige Leistungsüberwachung und computergestützte Aufzeichnung garantiert alle 30 Sek Aufzeichnung von einem Messpunkt

Modell einer Vergasungsanlage

Messdaten: 200 h - Dauertest Hier keine Fehlzeiten zu verzeichnen! In 201,18 h wurden 24.099 Datenmesspunkte über das Hyperterminal auf dem PC aufgezeichnet Ähnlicher Verlauf der Leistungskurve wie beim ersten Dauertest. 95% der Bruttomesswerte lagen über 14000 Watt kein Wert unter 8000 kW

Wassergehalt des Versuchholzes Von jeder Beschickung wurde Probe genommen Wassergehalt des Holzes lag um die 20% Holzqualität hoch

spezifischer Energieertrag kWh/m³ Grundlage für ökonomische Betrachtungen ist Wirkungsgrad Energieertrag pro Kubikmeter Hackschnitzel lag um 200 kWh/Kubikmeter(entspricht 0,8 kwh/kg Holz) Bei einem Holzpreis von 8 Euro pro Kubikmeter ergibt sich also bei diesem Dauertest ein Preis von 0,04 Euro pro kwh erzeugten Strom Vergütung durch EEG 0,1 Euro, 40 % des Stromertrages muss für Brennstoff ausgegeben werden Also wirtschaftliche Betrachtungen

Ergebnisse Dauertest Verfügbarkeit von 100 % konstante Leistungsabgabe während der 200 stündigen Versuchsphase optisch keinerlei Teerbeläge in der Gasführungsstrecke pro Kubikmeter Holzhackschnitzel wurden knapp 200 kWh Strom erzeugt Ascheanfall: im Zyklon ca. 30 l/d in den Kiesfiltern ca. 5 l/d Schlammanfall: im Wasserbadfiltersystem 0,5 l/d bis 2 l/d

Wirtschaftliche Betrachtung Annahmen für die Wirtschaftlichkeitsberechnung: Zinssatz: 8% bei einem vollkommenen Kapitalmarkt Zahlungsreihe: 10 Jahre Anlagelaufzeit: 6000 h/a Nutzbare Wärme: 33% der produzierten Wärme Stromeinspeisevergütung durch EEG: 10 Cent/kWh Wert der produzierten Wärme: 4 Cent/kWh (abhängig vom Ölpreis) Wartungskosten: 10% der Investitionssumme Arbeitszeit: 0,5 h/d mit 15 Euro/h (220 Arbeitstage) Dynamische Wirtschaftlichkeitsberechnung, Kapitalwertmethode Zeitliche Struktur der Geldflüsse wird berücksichtigt´, indem diese auf Entscheidungszeitpunkt abgezinst werden durch Kapitalwert = null erhält man Investitionsgrenzkosten

Wirtschaftliche Betrachtung Nutzen (Einnahmen Strom und Wärmeverkauf) Investitionskosten,Betriebskosten

Wirtschaftliche Betrachtung

Wirtschaftliche Betrachtung Starke Variation der Werte bei unterschiedlichen Randbedingungen

Holzgasanlage im Heimbetrieb 12 KW el. 24 kW therm. 2000 Betriebsstunden

Zukunftsvision: Bio-Solare Hauskraftwerke

Fazit Praxistauglichkeit im 200 Stunden Test und in über 2000 Betriebsstunden bewiesen Wirtschaftlichkeit im unteren Leistungsbereich nur bedingt erreichbar Das Bio-Solare Hauskraftwerk bleibt momentan noch eine Vision Nach unserer Einschätzung könnte ein Vergaser ab 30 kW nach dem Joos Prinzip bei ausgewogener KWK in einem BHKW eine interessante Technologie darstellen, um den steigenden Energiebedarf in Zukunft zu decken.

Zukunftsvision: Mikro-Holzvergaser als Bio-Solare Hauskraftwerke Kontakt: boettger@sesolutions.de www.keinGeldverheizen.de (Energieberatung für KfW Förderkredite)

Datenaufzeichnung Aufnahme, Signalverarbeitung, und Signalausgabe über einen Mikroprozessor Computergestützte Aufzeichnung der Leistungsdaten am PC Eingang für Funkantenne ermöglicht Verknüpfung der Messwerte mit der offiziellen Zeit der PTB in Braunschweig  manipulationsfreie Aufzeichnung der Messdaten