| Flüssigkraftstoffe, Biomasse, Energieumwandlung, Wirkungsgrad, EROI, EROEI, Energiegewinn, Ethanol, Alkohol, Kraftstoff, Benzinersatz ... (dies sind einige Zeilen aus der untenstehenden ausführlichen Beschreibung) |
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Flüssigkraftstoffe mit Hilfe von Bakterien.
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http://www.agriserve.de/Kraftstoff-Bakterien.html 15. Februar 2008 bis 16. Februar 2008 neuester Stand zum Haupt-Verteiler zum Mittel-Verteiler=Agriserve-Peak-Oil zu meinem Beitrag auf "Peak-Oil" Flüssigkraftstoffe durch Bakterien. Es gibt wohl Bakterien, die aus Kohlenmonoxid-Gas und Di-Wasserstoff-Gas einen flüssigen Kraftstoff, einen Alkohol herstellen können. Dies soll ausgenutzt werden, um in einer technischen Anlage aus Müll oder aus Stroh Flüssigkraftstoffe herzustellen. Quelle 1 im Peak-Oil-Forum: http://peak-oil-forum.de/phpBB2/viewtopic.php?t=3243 Eintrag vom Mi Feb 13, 2008 10:16 Titel: Pilotanlage für Biosprit mit einem ERoEI von 7,7 Quelle 2 (der Hinweis darauf stammt aus Quelle 1) im Handelsblatt vom 13.2.2007 http://www.handelsblatt.com/News/Technologie/ Energietechnik-Effizienz/_pv/doc_page/3/_p/303098/_t/ft/_b/1387896/ default.aspx/altautos-im-tank.html HANDELSBLATT, Mittwoch, 13. Februar 2008, 07:01 Uhr Biokraftstoff Altautos im Tank Von Martin Seiwert, Wirtschaftswoche Meine Ausführungen dazu: siehe hier unten und auch auf http://peak-oil-forum.de/phpBB2/viewtopic.php?t=3243 Verfasst: Do Feb 14, 2008 um 11:37Uhr und Verfasst: Sa, Feb 16, 2008 um 02:07 Uhr Hallo, JDM Wenn man den Aufsatz im Handelsblatt durchliest, dann ergibt sich folgender Verfahrensablauf: Der Rohstoff (Müll, Stroh oder ähnliches) wird in einen Vergaser eingegeben. Dort wird durch Hitze ein Gas erzeugt. Ich schätze die notwendige Temperatur auf 700 bis 1000 Grad Celcius, je nach Rohstoff. Danach wird dieses Rohgas in einer Reinigungsanlage (Waschanlage) gereinigt. Das gereinigte Gas wird in ein großes Gefäß gegeben. Dort dient es als Nahrungsquelle für Kleinlebewesen (Bakterien). Diese Kleinlebewesen leben im Wasser. Das Gas muß auf irgendeine Art feinverteilt zu den Bakterien hingebracht werden. In der geplanten Anlage geschieht dies durch dünne Röhrchen, die für Gas durchlässig sind, für Wasser aber nicht. Diese Bakterien fressen die Gasteilchen (Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas) und ziehen daraus die Energie für ihr eigenes Leben. Lediglich denjenigen Teil der Nahrung, den die Bakterien nicht verdauen können, scheiden sie wieder aus ihrem Körper aus und zwar in Form von Alkohol. Der verdauliche Energieanteil der Nahrung wird für die Lebenstätigkeit der Bakterien (Fressen, Saufen, Vermehren) verwendet. Die Nahrungs-Gase werden durch die Freß- und Verdauungstätigkeit der Bakterien in flüssige Alkohole umgewandelt und aus dem Bakterienkörper ausgeschieden und in die Umgebung hinein abgegeben. Dieser Umgebungs-Lebensraum ist eine wässrige Lösung. Die abgegebenen Alkohole lösen sich im Wasser und diese Lösung wird aus dem Behälter entfernt, das geht einfach durch Abpumpen. Würde man die Lösung nicht entfernen und den Flüssigkeitsmangel durch Wasserzugabe wieder ausgleichen, dann würde sich immer mehr Alkohol (=Aussscheidungsstoff der Bakterien) ansammeln, solange, bis die Bakterien durch ihrer eigenen Ausscheidungen vergiftet werden und zunächst Leistung verlieren, später absterben. In der Beschreibung ist keine Angabe zur günstigen Alkoholkonzentration in dem Bioreaktor gemacht. Ich vermute folgenden Zusammenhang: Je höher die Alkoholkonzentration, desto schlechter für die Lebenstätigkeit der Bakterien. Je niedriger die Alkoholkonzentration, desto größer ist der Aufwand in der nachgeschalteten Trennungsanlage für Wasser und Alkohol. Aus der Hand schätze ich den anzustrebenden Alkoholgehalt im Bioreaktor auf 1,5%. Es ist denkbar, daß man zur Züchtung Bakteriensorten erhält, welche auch höhere Alkoholmengen in der Lösung vertragen. Das Wasser-Alkohol-Gemisch gelangt in eine Trennanlage. In der Trennanlage werden Alkohol und Wasser voneinander getrennt. Eine Trennung von Wasser und Alkohol ist nicht einfach, eine solche Anlage ist nicht billig, und eine solche Trennanlage verbraucht auch viel Energie. Ich vermute, daß Alkohol und Wasser unter anderem durch mehrfache Destillation getrennt werden, und daß die dazu notwendige Energie aus der Abwärme des Vergasers genommen wird. Näheres zur Trennung von Alkohol und Wasser siehe bei http://www.chemieunterricht.de/dc2/r-oh/alk-dest.htm Im Aufsatz des Handelsblattes findet sich folgende Erklärung zur Trennanlage. (Zitatanfang“ „…Abscheidevorrichtung. Dort wird der zu 99,7% reine Industriealkohol abgeschöpft und in Kesselwagen geleitet.“ (Zitatende). Das ist so zu verstehen: Nach dem Trennvorgang hat der Alkohol 99,7% Reinheit und dann wird dieser bereits abgetrennte Alkohol abgeschöpft, das Abschöpfen ist sozusagen der allerletzte Schritt. Nur dieser Schritt wird beschrieben, über die Art der Trennung wird dort nichts gesagt. Das Gesamtverfahren besteht aus vier Schritten: Vergasung, geschieht im Vergaser, Gasreinigung, geschieht in der Gaswäsche/Gasaufarbeitung, Gasumwandlung in Alkohol, geschieht im Bioreaktor, Trennung von Alkohol und Wasser, geschieht in der Abscheideanlage. Jeder Schritt braucht eine eigene Anlage, jeder Schritt braucht Energie, sei es vom Einsatzstoff, sei es durch zugeführte Hilfsenergie. Die Vergasung braucht hauptsächlich Hitze, diese wird in der Regel durch eine Teilverbrennung des Einsatzstoffes gewonnen. Das Gas hat beim Austritt aus dem Vergaser rund 800 Grad Celcius Hitze, nach Austritt aus dem Gaswäscher und bei Eintritt in den Bioreaktor nur noch 30 bis 50 Grad Celcius. Wie wird die Hitzewärme des Gases genutzt? Im Bioreaktor ist es so, daß die Bakterien eine gewisse Temperatur bevorzugen, etwa 35 Grad Celcius schätze ich. Diese Heizwärme kann aus der Abwärme des Vergasers genommen werden. Daneben aber verbrauchen die Bakterien auch Energie durch Zerlegung ihrer Nahrung. Der Unterschied in der Energie des Gases (Bakterieneingangsstoff) zur deutlich geringeren Energie des Alkohols (Bakterienausgangsstoff) wird aus dem Rohstoff genommen. Eine weitere Anmerkung: Es muß viel getan werden, damit die Bakterien günstige Lebensumstände haben, Wärme, Säuregrad des Wassers, Nahrungsangebot, Abwesenheit von Schadstoffen, alles muß passen, und zwar ständig und in der ganzen Anlage. Man kann den Bioreaktor mit einem Aquarium vergleichen. Der Aufwand zum Erhalt von günstigen Lebensbedingungen für die Fische beziehungsweise für die Bakterien ist nicht unerheblich. Mir stellen sich noch folgende Fragen: Wenn sich die Bakterien wohlfühlen, dann vermehren sie sich riesig schnell. Was geschieht dann mit den Bakterien, die zuviel sind? Ist es eine Sorte Bakterien, welche Gase zu Alkohol abbaut, oder gibt es Zwischenschritte, die von unterschiedlichen Bakteriensorten bedient werden? Was ist mit Spurennährstoffen und was ist anderen Lebewesen, die sozusagen als Begleiter mit dabei sind? Gibt es tatäschlich solche Bakterien, mit denen man die Gase zuverlässig und preiswert in flüssige Alkohole umwandeln kann? Bisher war ja die Schnapsbrennerei (=Alkoholgewinnung) energiemäßig eher ein Zuschußgeschäft. Zur Energiebilanz des Verfahrens. Man hat die Eingangsenergie als Eingang und die Ausgangsenergie als Ausgang. Nach dem Energieerhaltungssatz sind beide Größen gleich, Eingangsenergie ist gleich Ausgangsenergie. Die Eingangsenergie ist die Summe aus der Energie des Rohstoffs und der zugeführten Hilfsenergie zum Betrieb der Anlage. Die Ausgangsenergie ist Summe aus der Ziel-Ausgangsenergie (hier der Energiegehalt des gereinigten, abgetrennten und verkaufsfertigen Alkohols) und der Neben-Ausgangsenergie (zum Beispiel Wärmeverluste). Der Wirkungsgrad des Verfahrens (hinsichtlich der Ziel-Ausgangsenergie) ist das Verhältnis von „Ziel-Ausgangsenergie zu Gesamt-Eingangsenergie“. Dieses Verhältnis bewegt sich immer zwischen Null und Eins. Man erhält im Ergebnis weniger „Ziel-Ausgangsenergie“ als man an „Gesamt-Eingangsenergie“ in das Verfahren hineingesteckt hat, aber der neue Engieträger „Industriealkohol“ ist je Energieeinheit sehr viel wertvoller als der Rohstoff „Stroh oder Müll“. Bei diesem Verfahren schätze ich es so ein: Die Energie des Rohstoffs betrage 100 Energieeinheiten (E-Einh.), dann schätze ich die Energie des gereinigten, abgekühlten Gases auf 70 E-Einh. Die Bakterien können grob geschätzt 50% für sich verwenden und 50% geben sie als Alkohol ab. Somit sind im Alkohol 35 E-Einh. enthalten. Der Trennvorgang von Wasser und Alkohol braucht nicht sehr viel Fremdenergie, weil er aus der Abwärme des Vergasers gespeist wird. Die allgemeine Hilfsenergie zum Betrieb der Anlage (beispielsweise Rührwerke, Pumpen, Hilfsantriebe) schätze ich auf 10% der Rohstoffenergie, somit auf 10 E-Einh. Damit beträgt die Gesamt-Eingangsenergie 110 E-Einh. die Zielausgangsenergie hat 35 E-Einh. Damit beträgt der Wirkungsgrad (Industriealkohol bezogen auf Eingangsenergie) 35 E-Einh. / 110 E-Einh. = 0,32 Ich denke, daß ein solcher Wirkungsgrad möglicherweise mit diesem Verfahren erreichbar sein kann. Die einfache Verbrennung von Stroh oder Müll hat einen Wirkungsgrad von 80 bis 90 %, mit der erzeugten Wärme kann man Heizöl ersetzen, mit dem ersetzten Heizöl kann man Kraftstoff ersetzen. Die Erzeugung von Flüssigkraftstoff ist von den Verfahrenskosten her viermal bis 20mal so teuer wie die Verbrennung. Der Wirkungsgrad der Flüssigkraftstoffherstellung ist nur ¼ bis 1/3 des Wirkungsgrades der Verbrennung. Der erzeugte Nutzen beider Verfahren ist austauschbar: Verbrennung ergibt Nutzwärme, damit kann man Heizölheizungen stillegen, damit wird Öl frei, dieses kann als Flüssigkraftstoff verwendet werden. Viel spricht dafür, daß man den in nur knapp ausreichenden Mengen vorhandenen Rohstoff Biomasse bestmöglich verwertet, also so, daß man damit die größtmögliche Menge Heizöl/Diesel ersetzt. Viel spricht daher für die Verbrennung von Biomasse. Hinweis auf den Aufsatz im Handelsblatt hinsichtlich des Wirkungsgrades: (Zitatanfang) „Der Einsatz der patentierten Bakterien bringt dem Verfahren enorme Effizienz, wie ein Gutachten des amerikanischen Energieministeriums belegt: Der Prozess erzeugt das 7,7-fache der Energie, die bei dem Verfahren aufgewendet werden muss…. Konkret bedeutet das: Aus zwei kleinen Ballen Stroh macht Coskata knapp 20 Liter Sprit." (Zitatende) Achtung: Zielausgangsenergie ist das 7,7fache der Verfahrensenergie (=Hilfsenergie). Damit ist keine Aussage über den Gesamtwirkungsgrad gemacht. Das Verfahren arbeitet ohne Druck, deshalb ist die Hilfsenergie gering. Es gehen aber trotzdem bei Vergasung, Reinigung, Bakterienleben, Alkoholtrennung (mehrfache Destillation) rund 70 bis 80% der eingesetzten Gesamt-Eingangsenergie als Nebenstrom weg, nur stammt dieser Nebenstrom zum Großteil aus der Energiemenge des eingesetzten Rohstoffs, und darauf nimmt die Aussage im ersten Satz eben keinen Bezug. Die Aussage im zweiten Satz, aus zwei Ballen Stroh gibt es knapp 20 Liter Sprit ist ebenfalls wenig ergiebig, weil nichts über das Gewicht der Ballen ausgesagt wird. Es ist meiner Ansicht nach bemerkenswert, daß dann, wenn der Wirkungsgrad sehr niedrig ist, der Wirkungsgrad meist nicht genannt wird weder beim Biogas, noch beim Bioethanol, noch beim Benzin-aus-Holz Verfahren. Man muß immer den Wert anfordern: Energie des Zielstoffs geteilt durch die Summe aus (Energie des Rohstoffs zuzüglich eingesetzte Hilfsenergie). Wenn ausweichend geantwortet wird, dann kann man sich sein Teil denken. Karlfried www.agriserve.de www.agriserve.de/Peak-Oil.html 16.2.2008 |
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zum Mittel-Verteiler=Agriserve-Peak-Oil zu meinem Beitrag auf "Peak-Oil" |
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