Stromkosten senken mit Holzvergasung

Ein südafrikanisches Unternehmen, CLC Solar Wind Energy, hat kürzlich einen kostengünstigen Vergaser entwickelt, der es Landwirten ermöglicht, Strom aus Holz- oder Steinobstkernen zu erzeugen. Chris Coetzee, Projektmanager des Unternehmens, erzählte Glenneis Kriel mehr über die Technologie.

Alternative Energie war schon immer eine Leidenschaft für Chris Coetzee, Projektmanager von CLC Solar Wind Energy. Vor zwölf Jahren, als er als Elektromeister bei BMW Südafrika arbeitete, begann er, als Hobby mit verschiedenen Formen erneuerbarer Energien zu experimentieren. Während er zu Beginn dieser Reise zunächst von Wind- und Sonnenenergie fasziniert war, entwickelte sich später die Wasserkraft zu seinem Favoriten.

„Ich bevorzuge Wasserkraft gegenüber Solar- und Windenergie, weil sie Sie rund um die Uhr mit Energie versorgen kann, wenn Sie eine gewisse Höhe haben und über einen geringen Wasservorrat verfügen. Das Wasser kann sogar durch das System recycelt werden, indem es in ein Reservoir gepumpt wird.“ „Die Stromtarife sind niedrig und dann wird in der Haupttarifzeit die aus dem Wasser erzeugte Energie genutzt“, sagt er.

Eine neue Idee Die trockenen klimatischen Bedingungen im Westkap in diesem Jahr veranlassten Coetzee, nach Alternativen zur Wasserkraft zu suchen, um den Landwirten zu helfen. Ihm war aufgefallen, dass die meisten Bauern Zugang zu Holz oder Fruchtkernen hatten, was ihn auf die Idee brachte, einen Vergaser zu bauen, in dem diese Biomasse als Brennstoff zur Stromerzeugung genutzt werden könnte.

„Die meisten Landwirte, mit denen ich bisher zusammengearbeitet habe, roden fortwährend fremde Bäume oder ersetzen neue Obstgärten. Wer Früchte trocknet oder konserviert, hat am Ende auch jede Menge Fruchtkerne übrig, die er nicht mehr verwenden kann. Der Vergaser ermöglicht es diesen Landwirten.“ „Wir steigern den Wert dieser Nebenprodukte, indem wir sie in Kraftstoff umwandeln“, sagt Coetzee.

Eine bewährte Technologie Im Brenner des Vergasers wird Biomasse wie Hackschnitzel oder Obstkerne verbrannt. Das erzeugte Gas wird als Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor verwendet, der dann wie ein Generator zur Energieerzeugung genutzt wird.

Das ist keine neue Technologie. Tatsächlich wurde es, wie Coetzee betont, während des Zweiten Weltkriegs zum Antrieb vieler tausender Straßenfahrzeuge, Züge und Schiffe verwendet.

„Damals wurde die Vergasung eingesetzt, weil es an Diesel und Benzin mangelte und die Kälte dazu führte, dass diese Kraftstoffquellen in kritischen Zeiten einfroren“, sagt er.

Der von Coetzee gebaute Vergaser verwendet einen Toyota 4Y-Zweilitermotor – derselbe, der auch in den allgegenwärtigen Minitaxis Südafrikas verwendet wird. Anstelle von Kraftstoff oder Diesel wird der Motor mit Gas angetrieben, das aus etwa 2 cm x 2 cm großen Holzspänen oder Fruchtsteinen oder Kernen erzeugt wird. Etwas größere oder kleinere Holzspäne funktionieren gleichermaßen gut.

Wie es funktioniert Die Biomasse wird zusammen mit einem Feueranzünder in den Brenner gegeben, ein Vorgang, der etwa zehn Minuten dauert. Sobald es losgeht, läuft es weiter, solange es Treibstoff hat. Der Vergaser kann stündlich mit Holz beschickt werden, oder es kann ein gefüllter Trichter aufgesetzt werden. Letzteres erfordert je nach Trichtergröße nur ein- bis zweimal täglich eine Fütterung.

„Es funktioniert wie der Benzintank eines Autos: Je größer der Tank, desto länger läuft er, bevor er nachtankt“, erklärt Coetzee.

Hart- und Weichholz brennen gleichermaßen gut, betont er, und es gebe kaum Unterschiede in der Energieausbeute. „Das aus dem Holz austretende Gas ist die Hauptbrennstoffquelle.“ Da die Biomasse in einem geschlossenen System verbrannt wird, erzeugt der Vergaser Energie mit einem geringen CO2-Fußabdruck.

„Ich habe [den Prototyp] mit verschiedenen Brennstoffquellen getestet, von Holz bis zu Obstkernen, und ihn drei Wochen lang ununterbrochen laufen lassen, mit zufriedenstellenden Ergebnissen“, sagt er.

Der Vergaser benötigt Luft und sollte möglichst nicht in einem unbelüfteten Gebäude untergebracht werden.

„Der Vergaser ist wie ein kleiner Schornstein und benötigt wie jeder Verbrennungsmotor einen guten Luftzugang. Er kann daher draußen gelassen werden“, sagt Coetzee. CLC Solar Wind Energy verfügt über drei Vergasermodelle, die jeweils weniger als ein Drittel der importierten Modelle kosten , so Coetzee.

Das kleinste Modell mit einer Leistung von 30 kW kostet 186.000 Rand (Preise ohne Mehrwertsteuer), wenn es „netzgekoppelt“ ist. Netzgekoppelte Systeme sind, wie Coetzee erklärt, an das Eskom-Stromnetz angeschlossen und ermöglichen Landwirten künftig die Generierung von Gutschriften, wenn sie ungenutzten Strom zurück in das Eskom-Netz einspeisen.

Coetzee schätzt, dass Landwirte mit dem 30-kW-Modell durchschnittlich etwa 21.600 Rand pro Monat bei ihrer Stromrechnung einsparen könnten, vorausgesetzt, es wird sieben Tage in der Woche ununterbrochen genutzt, anstatt Netzstrom zu verwenden, der auf 1 Rand pro Kilowatt geschätzt wird.

„Das bedeutet, dass sich die Kapitalinvestition in diese Technologie je nach Nutzung und Kosten des Eskom-Stroms während der Nutzungsdauer innerhalb von ein oder zwei Jahren amortisieren kann“, sagt Coetzee.

Die anderen beiden Modelle seiner Produktpalette haben eine Leistung von 50 kW und 150 kW und werden für 237.000 Rand bzw. 440.000 Rand verkauft. Das 150-kW-Modell verfügt über „mehr als genug Kapazität, um den gesamten Strombedarf eines großen Bauernhofs mit Verpackungs- und Verarbeitungsanlagen zu decken“, sagt Cotzee.

Die Verhandlungen sind ins Stocken geraten CLC-Solar-Windenergie-Vergaser werden voraussichtlich erst ab dem nächsten Jahr zum Verkauf angeboten, da die Verhandlungen über den Netzanschluss „im Stillstand zu sein scheinen“. Der Nachteil des netzgebundenen Systems besteht darin, dass es bei Lastabwürfen oder anderen Stromausfällen nicht genutzt werden kann. Coetzee bietet jedoch auch Dual-Modelle an, die entweder in das nationale Stromnetz einspeisen oder als eigenständiger Generator netzunabhängig arbeiten können.

Diese kosten 35 % mehr als die rein netzgebundenen Modelle. Sie sind mit Lastreglern ausgestattet, um einen konstanten Energiefluss – ohne Leistungsspitzen – im Netzwerk sicherzustellen. Coetzee beabsichtigt nicht, seinen Vergaser zu patentieren, da es seiner Meinung nach relativ einfach wäre, eine ähnliche Maschine mit nur geringfügigen Änderungen zu bauen.

Der CLC Solar Wind-Vergaser verfügt über eine einjährige Garantie und seine Hauptkomponenten – Generator und Motor – sind SABS-zugelassen.

Für weitere Informationen rufen Sie Chris Coetzee unter 082 829 9210 an oder senden Sie ihm eine E-Mail an [email protected].

Dieser Artikel wurde ursprünglich in der Farmer's Weekly-Ausgabe vom 30. Oktober 2015 veröffentlicht.