Optimale Energieauskopplung aus Abfallverbrennungsanlagen

Abstract

Auf nationaler und europäischer Ebene wird aktuell über die Energieffizienz der Müllverbrennung diskutiert. Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Frage ob Strom- oder Fernwärmeproduktion bei der Abfallverbrennung effizienter ist. Dazu wird anhand von Fallbeispielen verschiedener Müllverbrennungsanlagen untersucht, mit welcher Variante das energetische Optimum erreicht werden kann.<br />Als Refernzanlage wird die "Hoog Rendoment Afval Verwerkings Installatie" Müllverbrennung in Amsterdam herangezogen. Diese Anlage erzeugt zu 100% Strom. Mit Hilfe der Simulationssoftware IPSEpro wird der reale Aufbau abgebildet und detailliert simuliert. Diese Müllverbrennung wird in einem zweiten Schritt in eine vergleichbare "Kraft-Wärme-Kopplungs" Anlage, also mit Strom- und Fernwärmeproduktion, umgebaut.<br />Für die jeweiligen Kraftwerktypen werden die Exergie- und Energieflüsse detailliert dargestellt, wobei die Exergie den nutzbaren Anteil der Energie darstellt.<br />In einem weiteren Schritt wird die Nutzung des Stromes bzw. der Fernwärme im Haushalt untersucht. Hierfür werden für die Haushaltsbedarfe Heizen, Kühlen, Warmwasser und Strom 12 Versorgungsmöglichkeiten untereinander verglichen.<br />Mittels der ermittelten durchschnittlichen Bedarfe österreichischer Haushalte kann so für das vielversprechenste Szenario eine Anzahl an versorgbaren Haushalten ermittelt werden.<br />Das Ergebnis dieser Arbeit besagt, dass der maximale Vorteil an vollversorgten Haushalten der "Kraft-Wärme-Kopplungs" Anlage, gegenüber der "100% Strom" Anlage, im Jänner rund 30% ausmacht. Dieser Vorteil geht im Sommer zurück.<br />Die Kernaussage dieser Diplomarbeit ist, dass die Kraft-Wärme-Kopplung eine größere Anzahl an Haushalten versorgen kann und daher vorzuziehen ist.<br />

In austria and the European Union there is an ongoing discussion about energy efficiency.<br />The thesis evaluated the question, if electricity- or a long-distance heat is more efficient in a waste incineration.<br />For this evaluation different cases are evaluated, to find the way that represents the energy optimum.<br />The reference garbage incineration plant is the "Hoog Rendoment Afval Verwerkings Installatie" in Amsterdam.<br />This plant produces 100% electricity. Through the simulation software IPSEpro the real plant is pictured and simulated in detail. Then this simulated plant is rebuilt into a combined heat and power plant. The exergy and energy streams are shown in detail. The exergy is the useable part of the energy.<br />Then the usage of the electricity and the long-distance in the households is examined. For this purpose the household heat-, cool-, hot water- and electricity demand 12 supply possibilities are compared.<br />Through the average demand of Austrian households the best use is shown and the quantity of supplied households can be calculated.<br />The result of the work says that the power-heat coupling is about 30% better in January than the electricity plant. This advantage is decreasing in the summer.<br />The main result is that the power-heat coupling can supplies a larger number of households and so it's the better solution.