Thema

Bedingt durch die ab Januar 2015 geltenden neuen Grenzwerte für Staubemissionen von 0,02 g/Nm³ (CO: 0,4 g/Nm³) für neu installierte Biomassekessel (Ausnahme Scheitholzkessel ab Januar 2017) werden in Zukunft höhere technische Ansprüche an neu installierte Bio-masseheizkessel für die Verbrennung von Biomasse gestellt. Derzeit in Betrieb befindliche Kesselanlagen müssen entsprechend, einem im Rahmen der 1. BImSchV festgelegten Zeitplan, optimiert oder nachgerüstet werden. Durch die für die kommenden Jahre erwartete ver-mehrte Nutzung von alternativen und nicht holzartigen biogenen Brennstoffen werden weitere, derzeit energetisch ungenutzte oder technisch (noch) nicht erschlossene potenzielle Materialien, wie beispielsweise Pellets (ggf. auch Briketts) aus Altholz (A2-Pellets), aus halmartigen Materialien (B-Pellets), aus getrockneter, bzw. torrefizierter Biomasse sowie Biokohle aus Anlagen zur Hydrothermalen Karbonisierung (HTC) zunehmend interessant und verfügbar.
Die energetische Nutzung dieser Brennstoffe ist jedoch hinsichtlich der daraus resultierenden, meist höheren Partikelemissionen sehr anspruchsvoll. Durch die Bereitstellung und Etablierung eines universell einsetzbaren und kostengünstigen Abscheidesystems, kann die Palette der nutzbaren Brennstoffe im Wärmemarkt deutlich erweitert werden und damit zur weiteren Steigerung des Anteils an erneuerbaren Energien im Wärmemarkt beitragen. Durch die Erschließung derzeit ungenutzter Materialien für die Wärmebereitstellung, können durch die Substitution von fossilen Brennstoffen auch die Treibhausgas-Emissionen (THG) weiter gesenkt werden.
Elektrostatische Partikelabscheider als sekundäre Reinigungstechnologie für mit Biomasse betriebene Kleinfeuerungsanlagen im Wohngebäudesektor haben zum Startzeitpunkt des Vorhabens das Stadium der reinen F&E verlassen und befanden sich zu dieser Zeit an der Schwelle der Felderprobung bzw. in Einzelfällen in der (vor-)kommerziellen Umsetzung. Das Vorhaben IntEleKt betrifft die Weiterentwicklung eines elektrostatischen Partikelabscheiders, welcher sich im Gegensatz zu den bekannten Konkurrenzprodukten einerseits durch seinen einfachen, kostengünstigen und robusten Aufbau und andererseits durch die Möglichkeit der direkten Integration in viele Heizkessel auszeichnet.

Ziele

Ziel des Vorhabens ist die wissenschaftlich begleitete und umsetzungsorientierte Überführung eines in Biomassefeuerungen vollintegrierten prototypischen elektrostatischen Partikelabscheiders zu einem technisch und wirtschaftlich markt- und serienreifen Produkt. Diese vorwettbewerbliche Weiterentwicklung stellt einen Lösungsansatz zur effizienten, nachhaltigen, umwelt- und naturverträglichen Bioenergienutzung dar, welche die Erschließung von Ressourcenpfaden bisher nicht genutzter biogener Rest- und Abfallstoffe ermöglicht. Neben dem robusten, einfachen und sehr kostengünstigen Aufbau, zeichnet sich der Partikelabscheider vor allem durch die als Kesselbestandteil ausgeführte integrative und die als integrativer Anbau an Biomassekesseln realisierten Versionen aus. Im geplanten Vorhaben wird der in Kleinserie gebaute prototypische Partikelabscheider in 16 ausgesuchte Testkessel verschiedener Leistungen, Typen und Hersteller integriert und unter realen und möglichst unterschiedlichen Einsatzbedingungen betrieben und sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht zur Marktreife weiterentwickelt.

Maßnahmen

IZES

Die Maßnahmen innerhalb der Arbeitspakete sind eng verknüpft mit den Arbeiten des Verbundpartners Hoval. Die spezifischen Aufgaben der IZES gGmbH liegen vor allem im Bereich des Monitorings der Feldtestanlagen sowie der Weiterentwicklung des Controller des Partikelabscheiders und der Abreinigungseinheit für die HV Elektrode. Zusätzlich ist IZES in die Identifizierung von Feldteststandorten und die Installation der Abscheidesysteme involviert.

HOVAL

Die Maßnahmen innerhalb der Arbeitspakete sind eng verknüpft mit den Arbeiten des Ver-bundpartners IZES. Die spezifischen Aufgaben der Hoval GmbH liegen vor allem im Bereich der Identifizierung aller Feldteststandorte und der Installation der Abscheidesysteme. Zusätzlich ist Hoval in die Testphasen sowie in die sich daraus ergebenden Optimierungsphasen involviert. Hauptsächliche Arbeiten sind die Betreuung der Feldtestanlagen in Süddeutschland sowie die hardwaretechnischen Verbesserungen der Abscheiderboxen.

Schwerpunkt

IZES

Aufbau, Monitoring und Verbesserung der Abscheidesysteme, insbesondere des Controllers des elektrostatischen Partikelabscheiders, der HV-Elektroden und der HV-Isolatoren inklusive der entsprechenden Reinigungsvorrichtungen.

HOVAL

Aufbau und Verbesserung der Abscheidesysteme, insbesondere Simulation der strömungstechnischen Eigenschaften der eingesetzten Abscheiderboxen sowie deren Konstruktion.