Bio­Rest­Brenn­stoff

En­er­gie­ef­fi­zi­en­te Nut­zung se­kun­dä­rer bio­ge­ner Rest- und Ab­fall­stof­fe in Bio­mas­se­feue­run­gen durch stu­fen­wei­se Auf­be­rei­tung und Brenn­stoff­kon­fek­tio­nie­rung

Motivation

Um im Rahmen der Energiewende eine maximale Wertschöpfung zu generieren und andere Nutzungs-, Flächenkonkurrenzen und Landnutzungsänderungen im Sinne einer fortschreitenden biobasierten Wirtschaft zu vermeiden, neben den tragenden Komponenten unter den Festbrennstoffen wie Waldrest- oder Landschaftspflegeholz rücken kleinere Stoffströme biogener Rest- und Abfallstoffe zunehmend in den Fokus. Unter dem Vorrang der stofflichen Verwertung gilt es daher die am Ende der Nutzungskaskade stehenden Stoffströme zu identifizieren und durch eine entsprechende Nutzbarmachung ressourceneffizient zu verwerten. Eine hochwertige energetische Verwertung dieser Stoffe in Biomassefeuerungen bietet einen alternativen Verwertungsweg an, trägt zur Ressourceneffizienz bei und leistet einen Beitrag zur Inputflexibilität der Anlagen.

Ziele und Vorgehen

Das allgemeine Ziel ist das Brennstoffeinsatzspektrum von Biomasseheiz(kraft)werken (BMHKWs) im Leistungsbereich von 1 MW bis 50 MW zu erweitern, indem Aufbereitungsstrategien für zwei konkrete Stoffströme biogener Rest- und Abfallstoffe entwickelt und in Hinblick auf eine effiziente, störungsfreie Mitverbrennung in den Anlagen untersucht werden. Die zwei ausgewählte Stoffströme sind Siebreste aus der Bioabfallbehandlung und spezifische Reststoffströme aus der Grünlandbewirtschaftung. GNR ist an eine praxistaugliche Weiterentwicklung zukunftsweisender und wettbewerbsfähiger Konzepte für die nachhaltige und effiziente energetische Nutzung spezifischer Reststoffströme aus der Grünlandbewirtschaftung wie Grünschnitt von Gewässer- oder Straßenrandstreifen beteiligt.

Innovationen und Perspektiven

Brennstofftechnische Anpassungen sind wichtig, um die Verbrennungsbedingungen beim Einsatz von alternativen biogenen Brennstoffen so zu verbessern, dass bei der thermischen Verwertung keine vermehrten Emissionen und Anlagenstörungen auftreten sowie eine effiziente Energieumwandlung gewährleistet werden kann. Das übergeordnete Arbeitsziel des Projektes ist daher die Brennstoffeigenschaften aus den genannten Reststoffströmen durch die Anpassung der jeweiligen Aufbereitungsverfahren sowie der Beimischung mit einem handelsüblichen Holzbrennstoff in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen so zu verbessern, dass keine vermehrten Anlagenschäden auftreten.

Daher, eine der Projektaufgaben ist die technologische Optimierung des Integrierten Festbrennstoff- und Biogasproduktion aus Biomasse (IFBB)-Verfahrens. Das IFBB-Verfahren wurde an der Universität Kassel entwickelt und im Labor- und Technikumsmaßstab erprobt. Doch eine Anpassung und Weiterentwicklung auf die Reststoffströme aus der Grünlandbewirtschaftung ist notwendig, um die Energieausbeute der weiteren energetischen Verwertung der zwei entstehenden Stoffströme (Presssaft und Presskuchen) zu optimieren. Das Teilprojekt des GNR untersucht die folgenden Forschungsfragen:

  • Mit welcher Einstellungsvariante (Schneckensteigung, Sieblochung, Drehzahl) werden die höchsten Trockenmassegehalte im Presskuchen erreicht?
  • Mit welcher Einstellungsvariante sind die niedrigsten Rohasche-Gehalte sowie günstigsten Aschezusammensetzungen im Presskuchen zu erreichen?
  • Inwieweit beeinflussen die unterschiedlichen Presseinstellungen die Massenflüsse der Trockenmasse und der Rohasche in den Presssaft?
  • Unterscheiden sich die Ausgangsmaterialen im Abpressverhalten hinsichtlich der vorangegangenen Fragestellungen?

Pro­jek­t­in­for­ma­ti­on

Verbundkoordinator

Universität Kassel, Fachgebiet Ressourcenmanagement und Abfalltechnik

Partner

Universität Kassel, Fachgebiet Grünlandwissenschaft und Nachwachsende Rohstoffe

Abfallentsorgung Kreis Kassel (Standort Entsorgungszentrum Lohfelden)

Seeger Engineering

Assoziierte Partner

GETEC (BMHKW Bad Arolsen)

 

Gefördert vom

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms „Innovationen für die Energiewende“

 

Laufzeit: März 2021 – September 2023

 

Weitere Informationen

 

Ansprechpartner

Dr.-Ing. Korbinian Kaetzl

Hafiz Ali Raza

 

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