Strom aus Pflanzen, wieso über Biogas?

[Paul_6a77cf]

hallo!

In Biogasanlagen werden u.a. Pflanzen zu Strom und Wärme ungewandelt. Dazu werden die Pflanzen mit Mikroorganismen u.a. zu Methan umgewandelt, welches dann als Treibstoff für einen Verbrennungsmotor dient. Der Prozess der Umwandlung in Methan erscheint mir recht aufwändig.
Gehen wir mal davon aus, dass man aus Heu Strom gewinnen will. Ist hier eine sogenannte Biogasanlage die beste Wahl? Man könnte doch das Heu auch einfach verbrennen und mit der Wärme einen Stirlingmotor antreiben. Die ganzen Anlagen zur Umwandlung entfielen dann und man bräuchte nur ein Stirling-BHKW.
Wieso haben sich diese Biogasanlagen durchgesetzt? Welche Vorzüge besitzen sie gegenüber:

• direkter Verbrennung über einem Stirlingmotor
• Umwandlung in Pyrolyseöl und Verbrennung des Öls in einem Dieselmotor
• Umwandlung mit alkohlischer Gärung (ggf. mit Zwischenschritten zur Glukose) in Ethanol, welcher dann als Treibstoff für einen Ottomotor dient?

Zumindest die ersten beiden Verfahren erscheinen mir vom Aufbau einfacher und erzeugen einer überschlagsmäßigen Rechnung nach nicht signifikant weniger Strom und Wärme als mit dem Biogasverfahren.

Gruß
Paul

[DrStupid]

• direkter Verbrennung über einem Stirlingmotor

Ein Sterling-Motor verbrennt nichts. Die Verbrennung findet außerhalb des Motors statt. Die dabei frei werdene Wärme wird zum Motor hin und die Abwärme vom Motor weg geleitet. Das geht nicht ohne zusätzliche Hardware und die Biomasse muss erst einmal getrocknent werden, bevor man sie verbrennen kann.

• Umwandlung in Pyrolyseöl und Verbrennung des Öls in einem
  Dieselmotor

Da wird sich der Motor aber bedanken. Das Öl muss raffiniert werden, wenn man damit einen Verbrennungsmotor betreiben will.

• Umwandlung mit alkohlischer Gärung (ggf. mit
  Zwischenschritten zur Glukose) in Ethanol, welcher dann als
  Treibstoff für einen Ottomotor dient?

Den Alkohol muss man destillieren, bevor er als Treibstoff zu bebrauchen ist.

Zumindest die ersten beiden Verfahren erscheinen mir vom
Aufbau einfacher und erzeugen einer überschlagsmäßigen
Rechnung nach nicht signifikant weniger Strom und Wärme als
mit dem Biogasverfahren.

Wie sie diese überschlagsmäßige Rechnung aus?

[Balazs]

Wie sie diese überschlagsmäßige Rechnung aus?

Sehr gut, einfach unschlagbar.
Die Zwischenritte mit all ihren Verlusten und Apparaturen und Kosten entfallen.

Diese benötigt man aber wenn man Treibstoff für Mobilität braucht.
Sonst wird natürlich einfach stationär Verbrannt, logo.

[libero]

.

• Umwandlung in Pyrolyseöl und Verbrennung des Öls in einem
  Dieselmotor

Da wird sich der Motor aber bedanken. Das Öl muss raffiniert
werden, wenn man damit einen Verbrennungsmotor betreiben will.

Hi,

ich kenne etliche, die mit ihrem Diesel zum Tanken zum Aldi fahren.

[Paul_6a77cf]

Die dabei frei werdene Wärme wird zum Motor hin und die Abwärme vom Motor weg geleitet.

Mir ist das Prinzip des Stirlingmotors bekannt.

Das geht nicht ohne zusätzliche Hardware

Was meinst du mit zusätzlicher Hardware? Natürlich braucht man einen Brennraum, dessen heiße Abgase dann dem Stirlingmotor zugeleitet werden. Und man braucht auch ein Kühlsystem auf der kalten Seite des Stirlingmotors. Aber das sind Nebenaggregate, die zu einem Stirlingmotor gehören. Die Nachteile eines Dieselmotors sind ja auch nicht, dass er einen Luftfilter und auch ein Kühlsystem benötigt.

Da wird sich der Motor aber bedanken. Das Öl muss raffiniert werden, wenn man damit einen Verbrennungsmotor betreiben will.

Ich hatte einige Berichte gelesen, in denen Dieselmotoren mit Pyrolsysöl laufen. Es kann aber sein, dass dies nicht langfristig möglich wäre.

Wie sie diese überschlagsmäßige Rechnung aus?

Biogasertrag für 1 t feuchtes Gras: 100 m³
Brennwert Biogas: 7 kWh/m³
elektrischer Wirkungsgrad von Verbrennungsmotor und Generator: 30 %
1 t feuchtes Gras entspricht 210 kWh Strom

Gewichtsverhältnis Heu zu Gras: 1:5
Brennwert für Heu: 5 kWh/kg
elektrischer Wirkungsgrad von Stirlingmotor und Generator: 20 %
1 t feuchtes Gras entspricht 200 kWh Strom

Es kommt ungefähr gleich viel Strom raus und man spart sich den ganzen Biogasaufbau.

In einem Braunkohlekraftwerk wird die Kohle doch auch direkt verbrannt, Wasser erhitzt und über Dampfturbine und Generator in Strom umgewandelt. Da wandelt man die Kohle doch auch nicht erst in Gas um.
Die Vorteile einer Biogasanlage erschließen sich mir nicht. Was nicht heißt, dass es sie nicht geben kann.

Gruß
Paul

[Paul_6a77cf]

ich kenne etliche, die mit ihrem Diesel zum Tanken zum Aldi fahren.

Pflanzenöl ist aber ungleich Pyrolyseöl
Bei der angesprochen Raffination würde aus dem Pyrolyseöl wohl sowas ähnliches wie Pflanzenöl

[Paul_6a77cf]

Sonst wird natürlich einfach stationär Verbrannt, logo.

Mir geht es um stationäre Verbrennung und nicht für Treibstoff für Kraftfrahrzeuge.

[DrStupid]

Aber das sind Nebenaggregate, die zu einem Stirlingmotor gehören.

Dann ist die Biogasanlage eben auch nur ein Nebenaggregat. Wo ist das Problem?

Da wird sich der Motor aber bedanken. Das Öl muss raffiniert werden, wenn man damit einen Verbrennungsmotor betreiben will.

Ich hatte einige Berichte gelesen, in denen Dieselmotoren mit
Pyrolsysöl laufen. Es kann aber sein, dass dies nicht
langfristig möglich wäre.

Selbst wenn das langfristig und wirtschaftlich möglich ist, wandelt sich Biomasse nicht einfach von selbst in Pyrolyseöl um. Dafür braucht man auch wieder entsprechende Anlagen die nicht notwendigerweise einfacher sind als eine Biogasanlage.

Wie sie diese überschlagsmäßige Rechnung aus?

Biogasertrag für 1 t feuchtes Gras: 100 m³
Brennwert Biogas: 7 kWh/m³
elektrischer Wirkungsgrad von Verbrennungsmotor und Generator:
30 %
1 t feuchtes Gras entspricht 210 kWh Strom

Gewichtsverhältnis Heu zu Gras: 1:5
Brennwert für Heu: 5 kWh/kg
elektrischer Wirkungsgrad von Stirlingmotor und Generator: 20
%
1 t feuchtes Gras entspricht 200 kWh Strom

Es kommt ungefähr gleich viel Strom raus und man spart sich
den ganzen Biogasaufbau.

Dafür muss das Gras aber erst einmal getrocknet werden. Im Vergleich zur Biogasanlage ist das ein zusätzlicher Arbeitsschritt, ohne zusätzlichen Nutzen. Dazu kommen dann noch die zusätzlichen Emissionen bei der Verbrennung und die Entsorgung der Asche, die man im Gegensatz zu den Abfällen der Biogasanlage nicht so einfach als Dünger verwenden kann.

In einem Braunkohlekraftwerk wird die Kohle doch auch direkt
verbrannt, Wasser erhitzt und über Dampfturbine und Generator
in Strom umgewandelt. Da wandelt man die Kohle doch auch nicht
erst in Gas um.

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

[Balazs]

Sonst wird natürlich einfach stationär Verbrannt, logo.

Mir geht es um stationäre Verbrennung und nicht für Treibstoff
für Kraftfrahrzeuge.

Also, wo liegt dann das Problem?

[Balazs]

Aber das sind Nebenaggregate, die zu einem Stirlingmotor gehören.

Dann ist die Biogasanlage eben auch nur ein Nebenaggregat. Wo
ist das Problem?

Bei deinem Argument:smile:

Aggregat schon. Aber seit wann gehört das zwingend zu irgendeinen Wärmekraftmaschine?

Selbst wenn das langfristig und wirtschaftlich möglich ist,
wandelt sich Biomasse nicht einfach von selbst in Pyrolyseöl
um. Dafür braucht man auch wieder entsprechende Anlagen die
nicht notwendigerweise einfacher sind als eine Biogasanlage.

Und genau deshalb, wenn der Stoff nicht transportiert, mitgeschleppt usw. werden muss, dann nicht teuer und unnötig veredeln sondern auf der Stelle verbrennen!!!
Mit welchem Typ. WM. man dann die Wärme umwandelt ist eine andere Frage.

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken
Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

Hmm, dann warum ist der immer noch braun???)

[DrStupid]

Aggregat schon. Aber seit wann gehört das zwingend zu
irgendeinen Wärmekraftmaschine?

Seit wann gehört ein Ofen mit allem drum und dran zwingend zu einer Wärmekraftmaschine? Wenn Du das stillschweigend als Teil des Sirling-Motors betrachtest, dann kann ich mit gleichem Recht die Biogasanlage als Teil einer Gasturbine ansehen.

Und genau deshalb, wenn der Stoff nicht transportiert,
mitgeschleppt usw. werden muss, dann nicht teuer und unnötig
veredeln sondern auf der Stelle verbrennen!!!
Mit welchem Typ. WM. man dann die Wärme umwandelt ist eine
andere Frage.

Kannst Du das auch so formulieren, dass man es versteht?

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken
Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

Hmm, dann warum ist der immer noch braun???)

?

[libero]

Danke,

man lernt gerne dazu!

[Balazs]

Aggregat schon. Aber seit wann gehört das zwingend zu
irgendeinen Wärmekraftmaschine?

Seit wann gehört ein Ofen mit allem drum und dran zwingend zu
einer Wärmekraftmaschine?

Wurde behauptet? Von wem?

Wenn Du das stillschweigend als Teil
des Sirling-Motors betrachtest,

Das tue ich lauthals nicht.
Habe welche gebaut:smile:

dann kann ich mit gleichem
Recht die Biogasanlage als Teil einer Gasturbine ansehen.

Meinetwegen, stimmen tut das deshalb aber nicht (ich komme zufällig aus der Großturbinenbau:smile:

Und genau deshalb, wenn der Stoff nicht transportiert,
mitgeschleppt usw. werden muss, dann nicht teuer und unnötig
veredeln sondern auf der Stelle verbrennen!!!
Mit welchem Typ. WM. man dann die Wärme umwandelt ist eine
andere Frage.

Kannst Du das auch so formulieren, dass man es versteht?

Ich versuche.
Wenn ich Biobrennstoff (wie er) habe und eine stationäre WKM. betreiben möchte, dann wäre ich schlecht beraten an den vorhandenen Brennstoff (Wärmelieferant) kostspielige Modifikationen vornehmen, nur so viel wie unbedingt nötig. Hier z.B trocknen und dazu habe ich ja die Abfallwärme die ich sonst nicht (immer:smile: nutzen kann. Mal von den Kosten abgesehen habe ich dann noch eine Menge Verluste gegenüber direkten Verbrennung. Da grüßen uns die beiden Hauptsätze gemeinsam:smile:

Das tut man nur dann, wenn und das aus welchen Gründen auch immer man das machen muss. Z.B ich will unbedingt einen Otto oder Diesel usw. damit betreiben.

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken
Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

Hmm, dann warum ist der immer noch braun???)

?

Na weil der nichts anderes ist und war als Biomasse:smile:

[DrStupid]

Seit wann gehört ein Ofen mit allem drum und dran zwingend zu
einer Wärmekraftmaschine?

Wurde behauptet? Von wem?

Von Paul. Da Du Dich auf den entsprechenden Teil der Diskussion bezogen hast, soltest Du das eigentlich wissen.

Wenn ich Biobrennstoff (wie er) habe und eine stationäre WKM.
betreiben möchte, dann wäre ich schlecht beraten an den
vorhandenen Brennstoff (Wärmelieferant) kostspielige
Modifikationen vornehmen, nur so viel wie unbedingt nötig.

Was bedeitet „kostspielig“ und welche Randbedingungen legst Du zugrunde? Berücksichtigst Du beispielsweise Emissionen und die Entsorgung der Abfälle? Die Entscheidung für Biogasförderung ist sicher nicht nur auf Grundlage der Kosten für die Vorbehandlung des Brennstoffs gefallen. Um darüber zu urteilen müsste man die Anforderungen kennen, die an die potentiellen Technologien gestellt wurden. Kennst Du die? Ich jedenfalls nicht. Deshalb kann ich auch nur beurteilen, ob die Argumente gegen Biogas unter allen denkbaren Bedingungen zutreffen und das ist bislang nicht der Fall.

Hier z.B trocknen und dazu habe ich ja die Abfallwärme die ich
sonst nicht (immer:smile: nutzen kann.

Wenn Du die Biomasse nicht einfach unter freiem Himmel sondern mit Abwärme trocknen willst, dann erfordert das eine zusätzliche Infrastruktur und zusätzliche Arbeitsschritte.

Mal von den Kosten
abgesehen habe ich dann noch eine Menge Verluste gegenüber
direkten Verbrennung. Da grüßen uns die beiden Hauptsätze
gemeinsam:smile:

Wenn es nur um die Verbrennung ginge, dann könnte man die Biomasse gleich auf dem Feld abfackeln.

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken
Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

[…]
Na weil der nichts anderes ist und war als Biomasse:smile:

Nein, nicht ist, sonders nur war. Braunkohle entsteht aus Biomasse. Es gibt keine Lebewesen die Braunkohle produzieren.

[Balazs]

Seit wann gehört ein Ofen mit allem drum und dran zwingend zu
einer Wärmekraftmaschine?

Wurde behauptet? Von wem?

Von Paul.

Gut, da hast du mich auf dem falschen Fuß erwischt:smile:.
Korrekt hätte ich schreiben sollen: habe ich das behauptet?

Da Du Dich auf den entsprechenden Teil der
Diskussion bezogen hast, soltest Du das eigentlich wissen.

Ich habe mit dir und nicht mit Paul diskutiert, sry:smile:

Wenn ich Biobrennstoff (wie er) habe und eine stationäre WKM.
betreiben möchte, dann wäre ich schlecht beraten an den
vorhandenen Brennstoff (Wärmelieferant) kostspielige
Modifikationen vornehmen, nur so viel wie unbedingt nötig.

Was bedeitet „kostspielig“

Alles was fiel Geld und Wartung kostet, denke ich:smile:

und welche Randbedingungen legst Du zugrunde? Berücksichtigst Du beispielsweise :Emissionen und die Entsorgung der Abfälle?

Ja.

Die Entscheidung für Biogasförderung
ist sicher nicht nur auf Grundlage der Kosten für die
Vorbehandlung des Brennstoffs gefallen. Um darüber zu urteilen
müsste man die Anforderungen kennen, die an die potentiellen
Technologien gestellt wurden. Kennst Du die?

Laut Paul es geht hier um Stroh.
Und da gibt es kein Problem. Nichts brennt besser, wenn trocken.

Hier z.B trocknen und dazu habe ich ja die Abfallwärme die ich
sonst nicht (immer:smile: nutzen kann.

Wenn Du die Biomasse nicht einfach unter freiem Himmel sondern
mit Abwärme trocknen willst, dann erfordert das eine
zusätzliche Infrastruktur und zusätzliche Arbeitsschritte.

Gewiss, wie gesagt man muss nur das machen was unbedingt nötig ist. Aber hier Pinats. Nicht vergleichbar mit dem Verflüssigen oder auch Vergasen was ja noch relativ einfach und billig wäre.
Ich habe noch solche Autos auf den Straßen rumqualmen gesehen:smile:
Beim Holz (klein, unbehandelt) auch no Problem, samt Asche (die könnte er sogar noch verkaufen:smile:

Mal von den Kosten
abgesehen habe ich dann noch eine Menge Verluste gegenüber
direkten Verbrennung. Da grüßen uns die beiden Hauptsätze
gemeinsam:smile:

Wenn es nur um die Verbrennung ginge, dann könnte man die
Biomasse gleich auf dem Feld abfackeln.

Tat man lange, ich habe noch erlebt, so wurde gedüngt und sogar unfruchtbare Boden nutzbar gemacht. Nur wie fange ich da die Wärme ein und sorge für eine gute, saubere, kontrollierte Verbrennung ???

Wie Du schon richtig schreibst, wird in Braunkohlekraftwerken
Braunkohle verbrannt und keine Biomasse.

[…]
Na weil der nichts anderes ist und war als Biomasse:smile:

Nein, nicht ist, sonders nur war. Braunkohle entsteht aus
Biomasse. Es gibt keine Lebewesen die Braunkohle produzieren.

Gut. Na ja, richtig so weit, es ist eine Sache des Def. Auslegung:smile:

[DrStupid]

Was bedeitet „kostspielig“

Alles was fiel Geld und Wartung kostet, denke ich:smile:

Was bedeutet „viel“?

Laut Paul es geht hier um Stroh.

Laut Paul geht es hier um „u.a. Pflanzen“. Tatsächlich waren Biogasanlagen primär für die Verwertung biogener Abfälle jeder Art gedacht. Das kann Stroh sein, muss aber nicht.

Nichts brennt besser, wenn trocken.

Schwarzpulver brennt noch besser, aber das ist ein anderes Thema.

[drambeldier]

Moin, Paul,

bei der direkten Erzeugung von Strom fehlt das Wichtigste: Die Möglichkeit, Energie zu speichern und sie bei Bedarf abzurufen. Das ist ja gerade der Vorteil beim Biogas (Nachteile bleiben erstmal außen vor), dass nicht so genau geplant werden muss: Das Rohmaterial kommt auf Halde, das Gas lagert in den Ballons.

Gruß Ralf
.

[Balazs]

Was bedeitet „kostspielig“

Alles was fiel Geld und Wartung kostet, denke ich:smile:

Was bedeutet „viel“?

Das ist ein Urteil.
D.h ich kann mein Ziel auf verschieden Wege mit verschiedenen WG erreichen.
Welche kostet was? Welche bringt mir den bestmöglichen WG mit der Stand der Technik.
Es ist eine Abwägung, Optimierung zwischen Kosten und Nutzen.

Laut Paul es geht hier um Stroh.

Laut Paul geht es hier um „u.a. Pflanzen“.

Die eignen sich gut zum direkten Verbrennen.

Tatsächlich waren Biogasanlagen primär für die Verwertung biogener Abfälle jeder
Art gedacht. Das kann Stroh sein, muss aber nicht.

Was nicht zum direkten Verbrennen sich eignet das kann man logo nicht so einfach Nutzen.
Sonst ist das Verbrennen immer noch unschlagbar dh. der kürzeste Weg und was sehr wichtig ist mit dem besten gesamt WG.
Zum Schluss werden sowieso alle verbrannt.

Nichts brennt besser, wenn trocken.

Schwarzpulver brennt noch besser, aber das ist ein anderes
Thema.

Sicher, aber Kinderkram (und muss auch trocken sein:smile:
Es gibt noch (eine lange Liste:smile: die das noch besser, schneller können egal ob nass oder nicht.
Hmm, ah die schöne alte Zeiten wo noch bei uns diverse hochprozentige Säure man fassweise ohne irgendwelche Probleme um die Ecke für Pfennige bekam:smile:)))

Diese sind zwar beeindruckend (ohrenbetäubend:smile: schnell aber ihre Kaloriengehalt ist weit unter den Kohlenwasserstoffen.

[nochmal22_d8598f]

die pflanzen werden nicht zu strom gemacht. verwertet wird ausschließlich der kohlenstoff. der rest kommt zurück auf feld.
überleg mal, wie oft du wohl pflanzen vom feld holen könntest, wenn du sie komplett verwerten würdest. pflanzen wachsen nicht allein aus wasser und sonne.

und dann solltest du mal drüber nachdenken, was genau passiert, wenn du pflanzen verbrennst. schon mal was von schadstoffen, russ, dioxin, stickoxiden etc. gehört? wie bekommst du das weg?

und schließlich: in eine biogasanlage kommen nicht nur pflanzen rein, sondern auch gülle, schlachtabfälle, frittenfett, unverkäufliche lebensmittel (haltbarkeit überschritten oder überproduktion), …
halt alles, was die bakterien nicht abtötet und kohlenstoffverbindungen enthält. verwerte dieses gemisch doch mal für deinen sterlingmotor oder was auch immer.

die welt ist manchmal doch ein wenig komplizierter…

[Peter_57]

bei der direkten Erzeugung von Strom fehlt das Wichtigste: Die
Möglichkeit, Energie zu speichern und sie bei Bedarf
abzurufen. Das ist ja gerade der Vorteil beim Biogas
(Nachteile bleiben erstmal außen vor), dass nicht so genau
geplant werden muss: Das Rohmaterial kommt auf Halde, das Gas
lagert in den Ballons.

Wenn du darauf anspielst, dass „Gas in Ballons“ punktuell abrufbar ist, während die „Halde“ Verbrennungskraftwerke mit langen Anfahrzeiten und Überproduktion assoziiert, braucht man dann dennoch „Bio“gas? Die Verbrennungskraftwerke liefern Energie und CO2, welches mit überschüssigem Windenergie-Wasserstoff methanisiert und im Erdgasnetz gespeichert wird. So könnte man zum Beispiel die Primärenergieträgervorräte „verlängern“. Und auf den Feldern wächst das, was auf Feldern zu wachsen hat! Gülle und landwirtschaftliche Abfälle und Reste der Verschwendergesellschaft könnten ebenfalls in den Verbrennungskraftwerken thermisch verwertet werden.