BioBrick

Biomasse als Schlüssel für eine nachhaltige Produktion von Ziegeln – Energieversorgung, Erzeugung von Prozesswärme und stoffliche Verwertung von Vergaserrückständen

#Biomassefeuerung

#Biomassevergasung

#Strom

#Validierung Marktpotenzial

#Wärme

#Prozesswärme

01.01.2020

31.12.2021

FKZ-Nr.:

03EI5410

Das Ziel des Vorhabens ist es den Einsatz von Biomasse in der Industrie vor allem im Bereich der Prozesswärmebereitstellung zu forcieren, auf diesem Weg fossile Energieträger zu verdrängen, die Abhängigkeit von Importen zu reduzieren und CO2-Emissionen einzusparen. Als Referenzsystem wird der Prozess zur Herstellung von Ziegeln gewählt. Das Projekt zeigt die Machbarkeit innovativer Ansätze, wie der stofflichen Nutzung von Vergaserkoks in einem Produkt sowie der Weiterentwicklung von Feuerungstechnik durch praktische Untersuchungen.

Das Gesamtprojekt thematisiert am Beispiel eines Ziegelwerks, wie Prozesswärme und Rückstände aus Biomasseanlagen für die industrielle Ziegel-Produktion genutzt werden können. Der wirtschaftliche Einsatz von Biomasse in energieintensiven Industrien wird damit exemplarisch nachgewiesen. Im Projekt-Setup stellt ein Holzvergaser die Wärme bereit, die kohlenstoffhaltigen Rückstände aus dem Vergaser werden als Porosierungsmaterial im Ziegel verwendet. Diese Kaskadennutzung verringert die Entsorgungskosten, verbessert die Produkteigenschaften des Ziegels, spart fossile Energieträger ein und steigert gleichzeitig die Kosteneffizienz des Prozesses. Das Projektkonsortium besteht aus Anlagenhersteller (Burkhardt GmbH) und Anwender (Ziegelwerk Ernst GmbH & Co. KG). Die Projektkoordination liegt bei Fraunhofer UMSICHT.

Originalbild

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AP1 Konzeptentwicklung für die energetische und stoffliche Verwertung AP2 Einbindung eines Staubbrenners in die Prozessschritte eines Ziegelwerks, incl. Versuche im Technikum AP4 Technologische, ökonomische und ökologische Bewertung AP5 Projektkoordination

AP1 Bereitstellung von Produktdaten des Holzvergasers AP2 Modifikation Brenner für die Einbringung von Holzgas AP3 Bereitstellung von Vergaserrückständen für die stoffliche Verwertung, sowie Versuchsbegleitung der Praxisversuche

AP1 Bereitstellung von Prozessdaten des Ziegelwerks AP3 Durchführung der Porosierungsversuche

Am Beispiel eines Ziegelwerks zeigt das Projekt »BioBrick«, wie Prozesswärme (500 – 1000 °C) und stoffliche Rückstände aus Biomasseanlagen für die industrielle Ziegel-Produktion genutzt werden können. Im Projekt-Setup stellt ein Holzvergaser die Wärme bereit, die kohlenstoffhaltigen Rückstände aus dem Vergaser werden als Porosierungsmaterial im Ziegel verwendet. Die Machbarkeit innovativer Ansätze, wie der Nutzung von Vergaserkoks in einem Produkt sowie der Weiterentwicklung von Feuerungstechnik durch praktische Untersuchungen wird gezeigt und dies mit der Entwicklung von optimierten Gesamtkonzepten, die eine vollständige Ausnutzung der eingesetzten Biomasse ermöglichen, verbunden. Durch die Porosierung mit Holzkohle konnten im Betrieb Einsparungen an Erdgas von bis zu 20 % gezeigt werden. Die Kaskadennutzung verringert die Entsorgungskosten, verbessert die Produkteigenschaften des Ziegels, spart fossile Energieträger ein und steigert gleichzeitig die Kosteneffizienz des Prozesses. Der wirtschaftliche Einsatz von Biomasse in energieintensiven Industrien wird damit exemplarisch nachgewiesen.

Kernbotschaften:
1. Nutzung von Vergaserrückständen bzw. Holzkohle als Porosierungsmittel im Bereich der Ziegelproduktion technisch realisierbar und wirtschaftlich möglich.
2. Zentrale Herausforderung ist bei der Porosierung die Dosierung und Fördertechnik.
3. Verbrennung von Holzgas mit modifizierter Brennertechnik grundsätzlich machbar. Hier besteht jedoch Entwicklungsbedarf für effizientere Systeme.
4. Wirtschaftlichkeit der Einbindung eines Holzvergaser(-BKHW) insbesondere abhängig von CO2- und Brennstoffpreis. Holzvergaser als flexibles, technisches Element, um CO2-neutrale Produktion zu implementieren.

- Walberer J, Meiller M, Burkhardt H, Klenk W, Alt D, Ernst S (2021): Biomass as the Key to a Sustainable Brick Production - Energy Supply, Generation of Process Heat and Recycling of Gasification Residues; European Biomass Conference (EUBCE), online, 28.04.2021.