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In drei Jahren wird Biomasse-Brennstoff für Zement- und Kohlekraftwerke ein Muss sein"

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Nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hat Biomasse eine Kohlenstoffemissionsintensität von 18 g/(kW-h), vergleichbar mit Windkraft und vernachlässigbar im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Erdgas.

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Nach Angaben des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) hat Biomasse eine Kohlenstoffemissionsintensität von 18 g/(kW-h), vergleichbar mit Windkraft und vernachlässigbar im Vergleich zu fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Erdgas.

Folglich gilt die Energie aus Biomasse als theoretisch kohlenstofffreier" Brennstoff. Mit Reserven, die nur von Kohle, Erdöl und Erdgas übertroffen werden, gilt sie als eine der vielversprechendsten erneuerbaren Energiequellen des 21. Jahrhunderts.

Weltweit ist die Mitverbrennung von Biomasse ein entscheidender Bestandteil der Entwicklung kohlenstoffarmer grüner Energie. Der IPCC-Bericht über die globale Erwärmung von 1,5°C nennt ausdrücklich "Bioenergie mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (BECCS)" als einen zentralen technologischen Weg zur Erreichung der Kohlenstoffneutralität.

Die EU hat die Mitverbrennung von Biomasse bereits in ihr Zertifizierungssystem für grüne Energie" aufgenommen, während das US-Energieministerium die Technologie der zirkulierenden Wirbelschicht (CFB) als vorrangige Anlage" für die Stromerzeugung durch Mitverbrennung von Biomasse bezeichnet hat.

Technologischer Durchbruch: Vom "Unmöglichen" zum "Neuen Normalen"

1.Reifegrad der Biomasse-Zufeuerungstechnologien
Direkte Mitverbrennung:
Das Caojing-Kraftwerk von Shanghai Electric hat in einem Block mit einer Million Kilowatt Leistung eine 25-prozentige Mitverbrennung von Arundo donax durch Mitvermahlung erreicht und damit die CO₂-Emissionen um 440.000 Tonnen jährlich reduziert. Dieses Modell, bei dem Kohle und Biomasse im selben Feuerraum verbrannt werden, ist mit seinen geringen Nachrüstungskosten die erste Wahl für kleine Industrieöfen/-kessel.

Gekoppelte Mitverbrennung:
Das Biomasse-Zusatzfeuerungsprojekt von Chongqing Conch Cement nutzt land- und forstwirtschaftliche Abfälle wie Bambusreste und Stroh, die vor Ort im Überfluss vorhanden sind.

Mit Hilfe des RDF-Aufbereitungssystems (Refuse-Derived Fuel) von HARDEN, das Hochgeschwindigkeitszerkleinerer zur Präzisionszerkleinerung, Staubentfernung und Magnetabscheidung umfasst, wird der Abfall zu RDF-Brennstoff für Zementöfen verarbeitet und ersetzt so die Kohle.

Biogas/Methanol/Ethanolproduktion aus Biomasse:
Die USA sind mit einer Produktion von 47,96 Millionen Tonnen im Jahr 2018 (56 % der Weltproduktion) der weltweit größte Hersteller von Ethanol-Kraftstoff.

Bei Methanol aus Biomasse ist China aufgrund von Durchbrüchen bei der Vergasung und der Integration von grünem Wasserstoff führend und strebt bis 2028 eine Kapazität von 8 Millionen Tonnen grünem Methanol an.

Landwirtschaftliche Abfälle wie Stroh haben unregelmäßige Formen und unterschiedliche Größen. Die direkte Mitverbrennung ohne Vorbehandlung verstopft häufig die Beschickungssysteme und verringert die Verbrennungseffizienz um über 20 %, da die Fluidisierung gestört wird.

Daher sind die Kontrolle der Partikelgröße, die Erhöhung der Dichte und die Standardisierung der Form entscheidende Voraussetzungen für die Mitverbrennung von Biomasse.

Der ONE-STEP-Zerkleinerer von HARDEN mit seinem hochpräzisen Schneidsystem und seiner innovativen Struktur bietet eine raffinierte Lösung für die Vorbehandlung von Biomasse:

Die Dynamic Interlocking Technology:

Zwei gegenläufig rotierende Wellen greifen unregelmäßige Biomasse wie Stroh und kombinieren Scheren und Reißen, um grobe Fasern zu schneiden und das Material in einem Durchgang auf unter 30 mm zu reduzieren.

Adaptive Zerkleinerungslogik:
Die Echtzeit-Überwachung von Schubkraft und Motorlast passt sich an unterschiedliche Materialgrößen an, verhindert Staus und maximiert gleichzeitig den Durchsatz, was die Effizienz steigert.

30% niedrigerer Energieverbrauch:
Der mit frequenzvariablen Antrieben aufgerüstete einstufige Zerkleinerer senkt den Energieverbrauch im Vergleich zu mehrstufigen Zerkleinerungslinien um 30 %.

Diese einstufige Verfeinerung sorgt für eine stabile Partikelgröße von unter 30 mm, wodurch der Wirkungsgrad der Kesselverbrennung bei über 96 % bleibt.

2.Exponentielle Vorteile für die Umwelt
Die Verbrennung von 1 Tonne Stroh ersetzt 0,6 Tonnen Kohle und reduziert die CO₂-Emissionen um 1,2 Tonnen.

Ein chinesisches Kraftwerk gab an, dass die SO₂-Emissionen nur 0,8 % der Kohleemissionen betragen und 92 % weniger Feinstaub enthalten.

Landesweit könnte die Mitverbrennung von 15 % die SO₂-Emissionen um 1,2 Millionen Tonnen/Jahr senken - das entspricht der Pflanzung von 10 Millionen ausgewachsenen Laubbäumen.

3.Wirtschaftlicher Multiplikatoreffekt

Einsparung von Brennstoff: Biomasse kostet 20-25% weniger als Kohle. Der Einsatz von 100.000 Tonnen spart ¥13,6-17 Millionen (bei ¥650/Tonne Kohle) und ersetzt 60.000-75.000 Tonnen Kohle.

Kohlenstoff-Einnahmen: Eine Mitverbrennungsanlage mit einer Kapazität von 300.000 Tonnen/Jahr senkt die CO₂-Emissionen um 450.000 Tonnen, was bei einem Preis von 50 Yen/Tonne einen Ertrag von 22,5 Millionen Yen einbringt - und damit die Kosten für die Sammlung ausgleicht und "grüne Gewinne" ermöglicht

Soziale Synergie
Chinas riesige landwirtschaftliche Abfälle stellen eine Herausforderung für die Entsorgung dar. Die offene Verbrennung verschlimmert die Luftverschmutzung, doch die Umwandlung von Stroh in Brennstoff verringert die Emissionen und erhöht gleichzeitig das Einkommen der Landwirte. Diese Synergie zwischen Industrie und Landwirtschaft schafft einen neuen ökologischen Wert.

In den Flammen des Zementofens werden Biomasseabfälle wiedergeboren. Die Mitverbrennung ist nicht nur eine Innovation, sondern auch ein Bewusstseinswandel, der industrielle Emissionen in ländliches Einkommen umwandelt, Verschmutzungsbekämpfung in Ressourcenkreisläufe und den grünen Wandel in einen Wettbewerbsvorteil.