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Biobrennstoffdesign mit Mischungen aus landwirtschaftlichen Reststoffen unter Berücksichtigung der Austauschbarkeit der Brennstoffkomponenten nach regionalem Aufkommen und der Endnutzung in kleinen Anlagen
Projektleiter:
Finanzierung:
Bund;
In der Sicherstellung einer zuverlässigen, wirtschaftlichen, klima- und umweltverträglichen Energieversorgung sieht die Bundesregierung in ihrem Energiekonzept vom 28.09.2010 (S. 3) eine der größten Herausforderungen des 21. Jahrhundert. Gekennzeichnet werden diese Herausforderungen u. a. durch eine weltweit steigende Energienachfrage, einem forcierten Ressourcenverbrauch, durch steigende Energiepreise und einer Zunahme der Importabhängigkeit nationaler Energieversorgungen vor dem Hintergrund der Beherrschung der globalen Klimaerwärmung. Die energetische Nutzung biogener Brennstoffe durch thermische Konversionsverfahren gilt aufgrund der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und der CO2-Neutralität als eine vielversprechende Maßnahme zur umweltschonenden und effizienten Energiebereitstellung. Eine grundlegende Voraussetzung dieses Energiepfades ist die Gewährleistung einer nachhaltigen Biobrennstoffversorgung, die sich bisher zum größten Teil auf Holz als Brennstoff stützt. Durch die immer größere Nachfrage und stärkere Konkurrenzanwendungen ist die Versorgungssicherheit nicht gewährleistet. Vor diesem Hintergrund gilt es nach Möglichkeiten zu suchen, um die Basis zur Abdeckung des Rohstoffbedarfs zu erweitern.

Das Ziel des Vorhabens bestand in der Erweiterung des Biobrennstoffspektrums durch die Bereitstellung von biogenen Brennstoffmischungen, die aus Biomassen mit ungenutzten Potentialen hergestellt wurden. Bisher gibt es nur wenige Untersuchungen, die sich mit diesem Thema beschäftigen. Jedoch zeigte sich, dass negative Verbrennungseigenschaften von Biobrennstoffen in Kleinfeuerungsanlagen durch Mischungen der einzelnen Biobrennstoffe verbessert werden konnten. Dies stellt das Potenzial der weiteren Untersuchungen bzw. Anwendungen dar. Im Rahmen des Verbundvorhabens wurden folgende Brennstoffchargen von den Projektpartnern für die Untersuchungen ausgewählt: die Monobrennstoffe Holz, Miscanthus und Stroh; die binären Mischchargen Holz/Stroh, Holz/Miscanthus und Miscanthus/Stroh, wobei unterschiedliche Mischungsverhältnisse getestet wurden und ternäre Mischungen aus 10 Gew.-% Holz/80 Gew.-% Miscanthus/10 Gew.-% Zumischbrennstoff. Als Zumischbrennstoff dienten Heu, Rapsextraktionsschrot, Biertreber, Zuckerrübenhackschnitzel, Rapspresskuchen und Schlempe (aus der Bioethanolproduktion).

Im Teilprojekt wurde das Verbrennungs- und Vergasungsverhalten der oben genannten 3 Basisbrennstoffe, 18 binären Mischungen und 6 ternären Mischungen im Labormaßstab mittels einer kontinuierlich betriebenen, stationären Wirbelschichtanlage am Fraunhofer IFF untersucht.  Die erzielten Ergebnisse liefern Ansatzpunkte zu Stärken und Schwierigkeiten bei der Konversion der betrachteten Brennstoffe bzw. Brennstoffkombinationen, auf die zukünftige Untersuchungen aufbauen können.

Schlagworte

Brennstoffmischungen, Verbrennung, Vergasung, Wirbelschicht
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