Noch keinen Zugang? Dann testen Sie unser Angebot jetzt 3 Monate kostenfrei. Einfach anmelden und los geht‘s!
Angemeldet bleiben
Ausgewählte Ausgabe: 06-2017 Ansicht: Modernes Layout
| Artikelseite 1 von 1

Effiziente Gasnutzung mit Rest- und Abfallstoffen

Die dezentrale Nutzung von Reststoffen zur Strom- und Wärmegewinnung steht seit Jahren im Fokus der Bioenergieforschung. In dem vom Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi)  im Programm „Energetische Biomassenutzung“ geförderten Projekt Fluhke wurde eine Technologiekette von der hydrothermalen Karbonisierung (HTC) über die Flugstromvergasung bis hin zur motorischen Nutzung entwickelt und erfolgreich im Pilotmaßstab erprobt. 


Forscher an der TU München haben zusammen mit der SunCoal Industries GmbH, Ludwigsfelde, im Projekt Fluhke nachgewiesen, dass die hohen Brennstoffanforderungen für die Flugstromvergasung mit hydrothermal karbonisierter Biomasse erreicht werden. Das Projekt wurde vom 1. Oktober 2012 bis zum 31. September 2016 über das Programm „Energetische Biomassenutzung“ des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

Die Brennstoffe im Test

DBFZ_a.tif

3D-Modell des 100 kW-Flugstromvergasers am Lehrstuhl für Energiesysteme der TU München.

Der entstehende, staubförmige Brennstoff ist gut fluidisierbar, was für die Beförderung innerhalb der Vergasungsanlage entscheidend ist. Sowohl der Ascheschmelzpunkt als auch der Heizwert konnten gegenüber unbehandelter Biomasse signifikant gesteigert werden und liegen nun im Bereich fossiler Braunkohle.
Als Einsatzstoffe dienten holzartige Reststoffe, Siedlungsabfälle und Grünschnitt, die durch die HTC zu einem standardisierten Brennstoff umgewandelt werden konnten. Grundlegende Untersuchungen zur Flugstromvergasung im Labor- und Technikumsmaßstab in einer Größenordnung von 100 kW lieferten für die Forscher vielversprechende Daten zu Reaktionskinetik und Partikelverhalten. Darauf basierende Simulationsmodelle können die Grundlage für die Entwicklung einer zukünftigen Demonstrationsanlage bilden.
Die bisher größte Herausforderung der Biomassevergasung ist die Qualität des Brenngases, das meist eine hohe Teerbeladung aufweist. Im Projekt konnte diese durch Einsatz eines staubförmigen Biobrennstoffes in der Flugstromvergasung so weit reduziert werden, dass eine zusätzliche Gasreinigung für die Anbindung eines Motors nicht nötig ist. Der Grund sind die im Vergleich zu Festbett- und Wirbelschichtvergasung, die den bisherigen Stand der Technik darstellen, wesentlich höheren Prozesstemperaturen. Sie können nur in der Flugstromvergasung erreicht werden und bewirken ein thermisches Cracken der Teere.

Ausblick

Sowohl für eine HTC-Anlage als auch für ein Vergaserkraftwerk muss in Zukunft ein hoher Grad an Automatisierung geschaffen werden, um in der freien Wirtschaft zu bestehen. Entscheidend ist auch eine gute Abwärmenutzung, um zusätzliche Einnahmequellen zu erschließen. Die Kombination von hydrothermaler Karbonisierung und Flugstromvergasung ermöglicht durch die effiziente Gasnutzung im Motor-BHKW den erweiterten Einsatz biogener Rest- und Abfallstoffe insbesondere im kleinen Leistungsbereich.
Sowohl die HTC als auch die Gaserzeugung sind im Technikumsmaßstab validiert. Das Unternehmen SunCoal evaluiert derzeit – aufbauend auf den Projektergebnissen – verschiedene Einsatzszenarien für diese Technologiekombination. Die Herausforderung in Anbetracht der derzeit geringen Öl- und Gaspreise ist es, wirtschaftliche Anwendungsfälle zu identifizieren. Bedingungen hierfür sind zum Beispiel eine ganzjährig nutzbare Wärmesenke sowie hohe Kosten für die Strombeschaffung.

Autoren

 Ludwig Briesemeister

Technische Universität München, Lehrstuhl für Energiesysteme, ludwig.briesemeister@tum.de

Verwandte Artikel

Phosphorrückgewinnung mittels Kristallisationsverfahren

Wiederverwertung von Abfällen

Recycling von Leistungselektronik aus Elektrofahrzeugen

Industriebrachen erfolgreich revitalisieren

Textilfilter für Wertmetalle

Aufbereitung von Altholz