Fermenter für Bio-EtOH uas Zuckerrohr in Brasilien (Sao-Paulo-Region), Daten für energieautarkes System mit Prozesswärme + Hilfsstrom aus Bagasse, alles Daten aus #1, Kosten nach #2
Data from Macedo 2004:
ethanol yield 86 l/t cane (best case: 92 l/t, i.e. 22,2% using yield of 1,96 GJ/t cane)
NCV ethanol 26,8 MJ/kg i.e. 21,3 MJ/l for density of 0,794 kg/l
NCV sugacane 8,82 MJ/kg i.e. GJ/t
i.e. yueld 1,83 GJ/t cane
20,7%
Transport to Europe:
cost estimate 25 Euro/t
NCV ethanol 7,4 MWh/t 21,3 MJ/l
3,4 Euro/MWh
0,34 c/kWh 1,2 Euro/GJ
Coelho (GEF-STAP presentation, Delhi 2005):
best new plants ethanol yield 83 l/t sugarcane
investment 60 million US$2005 for 2,16 mio t/a sugarcane plant
50 mio Euro-2005 8000 h/a operation
Inflation 2%/a --> 10% less in Euro 2000 4228602,62 GJ/a
i.e. 45 mio Euro-2000 1174611,84 MWh/a
306 Euro/kW-th 147 MW-th
angesetzt: 300 Euro/kW-th
fixed costs (O&M) 2,50% pro Jahr
i.e. 7,5 Euro/kW-th*a
sugarcane costs: 14 $/t = 11,67 Euro-2005/t = 10,5 Euro-2000/t
conversion rate Euro - $ 1,2
Auslastung: 8300h/a
Brenn-/Einsatzstoff: Brennstoffe-Bio-fest
gesicherte Leistung: 100%
Jahr: 2030
Lebensdauer: 15a
Leistung: 150MW
Nutzungsgrad: 20,7%
Produkt: Brennstoffe-Bio-flüssig
Verwendete Allokation: Allokation nach Energieäquivalenten
Hintergrund: In Brasilien fallen - bei der Bioethanolherstellung aus Zuckerrohr - jährlich etwa 250 Mio. Tonnen Bagasse an. Die Reststoffe werden überwiegend energetisch bei einer Verbrennung vor Ort, in der 'USINA', verwertet. Die Prozessdampferzeugung erfolgt mit Wirbelschicht- und Rostanlagen, die teilweise über 50 Jahre alt und häufig nicht energetisch optimiert sind. Die Intensivnutzung der Böden und die Ausbringung von unbehandelten Reststoffen haben eine Versauerung der Böden und eine mangelnde Nährstoffversorgung zur Folge. Diese Defizite des Bodens führen ohne Gegenmaßnahmen zu Degeneration der Zuckerrohrbepflanzung. Ziel: Das Ziel des Vorhabens ist es, die Reststoffe durch thermochemische Verfahren (Vergasung und Verbrennung) energetisch zu verwerten und die bestehenden Prozessketten zu optimieren. Die Verfahren sollen energetisch aber auch hinsichtlich der Eigenschaften der Aschen dahingehend verbessert werden, dass diese nach einer Aufbereitung wieder dem Stoffkreislauf zugeführt werden können. Hierzu werden in Vergasungs- und Verbrennungsprozessen schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet. Zudem besteht die Möglichkeit, die Aschen, denen die Nährstoffe entzogen wurden als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)Polymer-Compounds einzusetzen. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Mit dem Verbundprojekt kann das ITC seine internationalen Kontakte nach Brasilien hin erweitern und seine langjährige Expertise im Bereich der Verbrennung von schwierigen Brennstoffen (Schwerpunkt Abfall und Biomassen) auf die Reststoffe aus der Zuckerrohrherstellung anwenden. Die Ergebnisse der Untersuchungen, insbesondere zur Anwendung der Aschen in N-P-K-Düngern können auf andere, derzeit durch das Institut betreuten Projekte, z.B. mit Klärschlämmen, Gärresten, Hühnermist, etc. übertragen werden. Angestrebte Ergebnisse: Neben der energetischen Optimierung der Prozesse vor Ort in Zusammenarbeit mit den Anlagenbetreibern und brasilianischen Forschungspartnern sollen zukünftig ökonomisch und technisch umsetzbare Verwertungs- und Nutzungspfade für Aschen aus der thermo-chemischen Umsetzung evaluiert werden. Dabei sind Kriterien wie z.B. der Nährstoffgehalt, die Anlagenverfügbarkeit und das Verbrennungsverhalten von Bagasse, Stroh und Filterkuchen sowie die Nutzung der Vinasse mit den jeweils spezifischen Eigenschaften zu berücksichtigen.