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Foto: DBFZ

Mit Laub und Gras heizen

Feuchte Reststoffbiomasse aus der Grün- und Gewässerpflege in der Verbrennung

Bremerhaven – Eine umfangreiche energetische Nutzung von Laub, Gras und Gewässerpflegematerial scheiterte bisher an den schwierigen Brennstoffeigenschaften dieser Reststoffe. Das Projekt IbeKET (FKZ 03KB088) zeigt nun, dass mit geeigneter Aufbereitungstechnik und dem Einsatz elektrostatischer Abscheider ein Einsatz der Materialien, die derzeit nicht als Regelbrennstoff gelten, in Kleinfeuerungsanlagen möglich wäre. Anforderungen an vergleichbare Regelbrennstoffe können somit erfüllt werden.

Um Stoffströme wie Laub und Gras in Verbrennungs- oder Vergasungsanlagen einzusetzen, müssen sie aufgrund nachteiliger chemischer und physikalisch-mechanischer Eigenschaften (Aschegehalt, Kalium, Chlor etc.) aufbereitet werden. Im Forschungsvorhaben IbeKET wurden die Optionen der Aufbereitung, die spezifischen Brennstoffeigenschaften sowie das Verhalten der Materialien in Kleinfeuerungsanlagen untersucht. Zur Aufbereitung fand das florafuel-Verfahren Anwendung, das aus Wasch-, Zerkleinerungs- und Trocknungsschritten besteht. Nach der Aufbereitung zu Pellets, die auch die Qualitätskriterien nach DIN-Norm (Feinabrieb, mechanische Festigkeit, Schüttdichte) erfüllen, untersuchten die Wissenschaftler das Verbrennungsverhalten in Kleinfeuerungsanlagen zu 30kWth und 50kWth, die für Getreide- und Holzpellets ausgelegt sind. Von sechs Proben wurden u.a. Daten zu Feinstaub, NOx, CO und anderen Parametern erhoben. Zudem wurde das Lagerverhalten der verarbeiteten Materialien (silierte Lagerung) untersucht, um so die ganzjährige Verarbeitbarkeit der i.d.R. saisonal anfallenden Stoffe nachzuweisen.




Abbildung 1: Durchschnittswerte einer Untersuchungsreihe eingehender Laub und Grasmaterialien vor und nach einer Aufbereitung durch das florafuel-Verfahren unter Angabe der relativen durchschnittlichen Änderung in % und Grenzwerten nach DIN EN ISO 17225-6, Einzelne Abbildungen: Asche, Heizwert, Chlor (Quelle: ttz Bremerhaven / DBFZ)

 

In Abbildung 1 wird anhand durchschnittlicher exemplarischer Daten für Heizwerte, Asche- und Chlorgehalte deutlich, dass die Aufbereitung des Materials notwendig ist. Als weitere problematische Parameter des unbehandelten Materials zeigten sich bspw. Chrom, Nickel oder Zink, wobei bei Grasmaterialien deutlich größere Grenzwertabweichungen (bis > 1000 %) als bei Laub auftraten.Die Wissenschaftler konnten nachweisen, dass die Pelletproduktion durch eine optimierte Entwässerung und Materialzufuhr effizienter gestaltet werden kann und sich damit alle relevanten normativen Parameter signikfikant verbessern lassen. Dies spiegelten auch die Ergebnisse der Verbrennungsversuche wieder. Eine Nutzung von Additiven oder die Herstellung von Mischbrennstoffen waren für die Einhaltung der Grenzwerte nicht erforderlich.

Die Betrachtung einer Konzeption zu einer dezentralen Strom- und Wärmeversorgung zeigte, dass ein Radius von etwa 30 km ausreicht, um die Pelletierung von 15.000 bis 20.000 Mg feuchter Biomassen (ausschöpfbares Potenzial) und somit die Auslastung einer Anlage zu realisieren. Eine praktische Umsetzung des erarbeiteten Konzeptes wird durch das ttz Bremerhaven weiterhin verfolgt. Im Rahmen des Projektes konnte die Einsetzbarkeit der Materialien erstmalig in repräsentativem und praktischem Maßstab umgesetzt werden. Dies ermöglicht die sinnvolle Nutzung bisher kaum oder gar nicht genutzter Stoffströme zur Energiegewinnung und schont Ressourcen. Bei einer angenommenen Produktionsmenge von ca. 7.000 Mg/a Reststoff-Pellets können nach Abzug der energetischen Aufwendungen für Aufbereitung und Transport c.a. 1,3 – 2,9 Mio. m³ Erdgas oder 1,2 – 2,4 Mio. L Erdöl ersetzt werden.

Weitere Informationen
Das Projekt „IbeKET – Innovatives bedarfsangepasstes Kommunal-Energieträger-Konzept“ wurde im Rahmen des Programms „Energetische Biomassenutzung“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

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Kontakt
ttz Bremerhaven
Am Lunedeich 12
27572 Bremerhaven

Andreas Schonhoff – Projektleiter
Telefon: +49 (0) 471 80934-152
E-Mail: aschonhoff(at)ttz-bremerhaven.de


 

 

07.02.2017 11:18

Gefördert durch

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Projektträger

PTJ

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DBFZ

Methoden- harmonisierung


Messen und
Bilanzieren an
Holzvergasungsanlagen