Abwärmenutzung bei der Deponiegasverwertung in Gasmotoren
Machbarkeitsstudie am Beispiel der Deponie Schöneicher Plan der Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
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Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Umweltwissenschaften, Note: 1,0, Technische Universität Berlin (Technischer Umweltschutz), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:In dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten der Abwärmenutzung bei der Deponiegasverwertung in Gasmotoren untersucht. Aufgrund der zumeist siedlungsfernen Lage von Deponien, besteht in unmittelbarer Nähe nur in Ausnahmefällen ausreichender Wärmebedarf. Die entstehende Abwärme wird daher im Regelfall ungenutzt an die Umgebung abgegeben. Um diese Wärmeenergie trotzdem nutzbar zu machen, muss sie g...
Diplomarbeit aus dem Jahr 2001 im Fachbereich Umweltwissenschaften, Note: 1,0, Technische Universität Berlin (Technischer Umweltschutz), Sprache: Deutsch, Abstract: Inhaltsangabe:Einleitung:
In dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten der Abwärmenutzung bei der Deponiegasverwertung in Gasmotoren untersucht. Aufgrund der zumeist siedlungsfernen Lage von Deponien, besteht in unmittelbarer Nähe nur in Ausnahmefällen ausreichender Wärmebedarf. Die entstehende Abwärme wird daher im Regelfall ungenutzt an die Umgebung abgegeben.
Um diese Wärmeenergie trotzdem nutzbar zu machen, muss sie gespeichert oder so gewandelt werden, dass ein Transport über größere Distanzen leicht möglich ist. Der rohrleitungsgebundene Wärmetransport stößt mit steigender Entfernung rasch an ökonomische Grenzen. Bei der Deponiegasverwertung mit typischen thermischen Spitzenleistungen im einstelligen Megawattbereich sind mit klassischen Fernwärmeleitungen mehr als fünf bis zehn Kilometer Transportentfernung kaum zu realisieren. Es werden daher alternative Konzepte der Wärmespeicherung, Wandlung der Abwärme in Kälte und Kältespeicherung sowie Wandlung der Abwärme in elektrische Energie untersucht.
Am Beispiel der geplanten Deponiegasverwertungsanlage Schöneicher Plan werden geeignete Systeme ermittelt und der jeweilige Stand der Technik bestimmt. Die Wirtschaftlichkeit der am Markt verfügbaren Systeme wird untersucht und auf Grundlage der gewonnenen Daten wird eine Verfahrensempfehlung für das Projekt Deponiegasverwertungsanlage Schöneicher Plan abgeleitet.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Möglichkeiten und Grenzen der Abwärmenutzung1
1.1Deponiestandort Schöneicher Plan1
1.2Geplante Gasfassung und -verwertung2
1.3Anforderungen an ein Abwärmenutzungskonzept für die Gasverwertungsanlage Schöneicher Plan4
1.4Optionen der Abwärmenutzung6
1.4.1Nutzung der Abwärme als Wärme6
1.4.2Nutzung der Abwärme als Kälte6
1.4.3Nutzung der Abwärme durch Wandlung in elektrische Energie6
1.5Erstbewertung und Vorauswahl der Abwärmenutzungskonzepte13
2.Nutzung der Abwärme als Wärme16
2.1Thermische Speicher19
2.1.1Sensible Speicher19
2.1.2Latente Speicher22
2.2Thermochemische Speicher24
2.2.1Adsorption26
2.2.2Absorption26
2.2.3Metallhydridspeicher28
2.2.4Red-Ox-Reaktionen31
2.3Mobile Wärmespeicher - Stand der Technik31
2.3.1Sensible Speicher31
2.3.2Latente Speicher32
2.3.3Adsorptionsspeicher35
2.3.4Absorptionsspeicher37
2.3.5Metallhydridspeicher37
2.4Zusammenfassung Wärmespeicher37
3.Nutzung der Abwärme als Kälte39
3.1Kältemaschinen39
3.1.1Absorptionskältemaschinen40
3.1.2Adsorptionskältemaschinen41
3.1.3Dampfstrahlkältemaschine41
3.2Thermische Kältespeicher44
3.2.1Sensible Speicher44
3.2.2Latente Speicher44
3.3Thermochemische Kältespeicher45
3.4Mobile Kältespeicher - Stand der Technik45
3.5Zusammenfassung Kältespeicher48
4.Wandlung der Abwärme in elektrische Energie49
4.1Dampfturbine52
4.2Dampfkolbenmotor54
4.3Zusammenfassung elektrische Wandlung56
5.Entwicklung von Abwärmenutzungskonzepten für den Standort Schöneicher Plan57
5.1TransHeat-System der Eureca AG57
5.2Kronauer Sorptionstechnik61
5.3Spillingwerk Dampfkolbenmotor65
6.Wirtschaftlichkeitsabschätzung67
6.1Grundlagen67
6.2TransHeat68
6.3Kronauer Sorptionstechnik70
6.4Spillingwerk dampfkolbenmotor72
6.5Vergleich der Abwärmenutzungskonzepte73
6.6Zusammenfassung Wirtschaftlichkeit73
7.Handlungsempfehlung und Diskussion alternativer Deponiegasverwertungskonzepte75
7.1Alternative Deponiegasverwertungskonzepte77
7.2Empfehlung für die weitere Projektentwicklung78
8.Zusammenfassung8...
In dieser Diplomarbeit werden die Möglichkeiten der Abwärmenutzung bei der Deponiegasverwertung in Gasmotoren untersucht. Aufgrund der zumeist siedlungsfernen Lage von Deponien, besteht in unmittelbarer Nähe nur in Ausnahmefällen ausreichender Wärmebedarf. Die entstehende Abwärme wird daher im Regelfall ungenutzt an die Umgebung abgegeben.
Um diese Wärmeenergie trotzdem nutzbar zu machen, muss sie gespeichert oder so gewandelt werden, dass ein Transport über größere Distanzen leicht möglich ist. Der rohrleitungsgebundene Wärmetransport stößt mit steigender Entfernung rasch an ökonomische Grenzen. Bei der Deponiegasverwertung mit typischen thermischen Spitzenleistungen im einstelligen Megawattbereich sind mit klassischen Fernwärmeleitungen mehr als fünf bis zehn Kilometer Transportentfernung kaum zu realisieren. Es werden daher alternative Konzepte der Wärmespeicherung, Wandlung der Abwärme in Kälte und Kältespeicherung sowie Wandlung der Abwärme in elektrische Energie untersucht.
Am Beispiel der geplanten Deponiegasverwertungsanlage Schöneicher Plan werden geeignete Systeme ermittelt und der jeweilige Stand der Technik bestimmt. Die Wirtschaftlichkeit der am Markt verfügbaren Systeme wird untersucht und auf Grundlage der gewonnenen Daten wird eine Verfahrensempfehlung für das Projekt Deponiegasverwertungsanlage Schöneicher Plan abgeleitet.
Inhaltsverzeichnis:Inhaltsverzeichnis:
1.Möglichkeiten und Grenzen der Abwärmenutzung1
1.1Deponiestandort Schöneicher Plan1
1.2Geplante Gasfassung und -verwertung2
1.3Anforderungen an ein Abwärmenutzungskonzept für die Gasverwertungsanlage Schöneicher Plan4
1.4Optionen der Abwärmenutzung6
1.4.1Nutzung der Abwärme als Wärme6
1.4.2Nutzung der Abwärme als Kälte6
1.4.3Nutzung der Abwärme durch Wandlung in elektrische Energie6
1.5Erstbewertung und Vorauswahl der Abwärmenutzungskonzepte13
2.Nutzung der Abwärme als Wärme16
2.1Thermische Speicher19
2.1.1Sensible Speicher19
2.1.2Latente Speicher22
2.2Thermochemische Speicher24
2.2.1Adsorption26
2.2.2Absorption26
2.2.3Metallhydridspeicher28
2.2.4Red-Ox-Reaktionen31
2.3Mobile Wärmespeicher - Stand der Technik31
2.3.1Sensible Speicher31
2.3.2Latente Speicher32
2.3.3Adsorptionsspeicher35
2.3.4Absorptionsspeicher37
2.3.5Metallhydridspeicher37
2.4Zusammenfassung Wärmespeicher37
3.Nutzung der Abwärme als Kälte39
3.1Kältemaschinen39
3.1.1Absorptionskältemaschinen40
3.1.2Adsorptionskältemaschinen41
3.1.3Dampfstrahlkältemaschine41
3.2Thermische Kältespeicher44
3.2.1Sensible Speicher44
3.2.2Latente Speicher44
3.3Thermochemische Kältespeicher45
3.4Mobile Kältespeicher - Stand der Technik45
3.5Zusammenfassung Kältespeicher48
4.Wandlung der Abwärme in elektrische Energie49
4.1Dampfturbine52
4.2Dampfkolbenmotor54
4.3Zusammenfassung elektrische Wandlung56
5.Entwicklung von Abwärmenutzungskonzepten für den Standort Schöneicher Plan57
5.1TransHeat-System der Eureca AG57
5.2Kronauer Sorptionstechnik61
5.3Spillingwerk Dampfkolbenmotor65
6.Wirtschaftlichkeitsabschätzung67
6.1Grundlagen67
6.2TransHeat68
6.3Kronauer Sorptionstechnik70
6.4Spillingwerk dampfkolbenmotor72
6.5Vergleich der Abwärmenutzungskonzepte73
6.6Zusammenfassung Wirtschaftlichkeit73
7.Handlungsempfehlung und Diskussion alternativer Deponiegasverwertungskonzepte75
7.1Alternative Deponiegasverwertungskonzepte77
7.2Empfehlung für die weitere Projektentwicklung78
8.Zusammenfassung8...
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