Um das energetische Potenzial von Trester und Schnittholz in der Praxis zu testen, entwickelten Forscher der TH Köln die energetische Verwertung von Biomasse in einem Kleinballenbiomassevergaser weiter. Dabei werden normalerweise Strohballen mit einem Durchmesser von 60 bis 70cm in einer Kammer unter Sauerstoffmangel verglüht. Dieser Vorgang könnte auch mit Trester und Rebholz durchgeführt werden © Thomas Mockenhaupt
Im Weinbau fallen mit Trester und Schnittholz große Mengen organischer Stoffe an, die Energie bereitstellen können. Üblicherweise werden diese Stoffe im Kreislauf eines Weinbaubetriebes (kompostiert) wieder im Weingarten ausgebracht. Die TH Köln untersuchte nun, ob sie auch theoretisches und technisches Biomassepotenzial zur Energiegewinnung besitzen.
Dazu befragten die Forschenden mehrere Weinbaubetriebe zu möglichen Hemmnissen bei der Umsetzung eines Anlagenkonzeptes zur energetischen Nutzung von Weinbau-Biomasse. „Als mögliche Hürden nannten die Betreiber unter anderem die Rentabilität der Anlagen durch notwendige Investitionen sowie regulatorische Herausforderungen, insbesondere die Einhaltung der Emissionsgrenzwerte für Staub und Kohlenstoff“, berichtet Projektleiter Thomas Mockenhaupt, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Cologne Institute for Renewable Energy der TH Köln. Anschließend analysierten die Wissenschaftler in zwei ausgewählten Weinbaubetrieben die jährlich anfallenden Biomassemengen, die vorhandene technische Infrastruktur und den Energieverbrauch.
Strohballenvergaser weiterentwickelt
Um das energetische Potenzial für die beiden Weinbaubetriebe in der Praxis zu erproben, entwickelten die Forscher der TH Köln eine etablierte Strohballenvergaser-Technologie weiter. In diesem Kleinballenbiomassevergaser werden Strohballen mit einem Durchmesser von 60 bis 70cm in einer Kammer unter Sauerstoffmangel verglüht. In einer zweiten Kammer wird Luft zugeführt, in der das Gas verbrannt wird. Dabei entsteht Wärme, die über einen Wärmetauscher an die umgebenden Wasserrohre abgegeben wird. Die Brennwärme könnte außerdem über eine Absorptionskälteanlage in Nutzkälte oder über eine Heißgasturbine in Strom umgewandelt werden.
Basierend auf den Mengenangaben für Rebholz und Trester in zwei ausgewählten Weinbaubetrieben schätzten die Forscher mithilfe einer Simulationssoftware, wie viel Energie die Verbrennung der Weinüberreste pro Winzer liefern könnte. Pro Hektoliter Wein entstehen etwa 25kg Trester, hochgerechnet auf ganz Deutschland würde das etwa 230.000 Tonnen Trester pro Jahr mit einem energetischen Frischmassepotenzial von etwa 1.468 Terajoule (TJ) ergeben. Rund 308.000 Tonnen Rebholz liefern ein weiteres jährliches Biomassepotenzial von 2.793 TJ. In Summe stehen also aus Trester und Rebholz insgesamt 4.261 TJ zur Verfügung, erklären die Forscher. Dies entspreche dem jährlichen Strom- und Wärmebedarf von mehr als 47.000 Einfamilienhäusern. „Mit diesem Konzept zur Nutzung von Biomasse wie Rebholz und Trester anstelle konventioneller Brennstoffe wäre es möglich, Energie für den spezifischen Bedarf der Weinbaubetriebe zu erzeugen“, erläutert Felipe Torres, wissenschaftlicher Mitarbeiter in dem dreijährigen Projekt. Statt wie bisher die anfallenden Reststoffe direkt (oder kompostiert) könnte bei der Energieerzeugung allerdings nur noch die verbleibende Asche im Weinberg als Dünger ausgebracht werden.
