Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

SektorkopplungWärmeValidierung MarktpotenzialBiomassevergasungBiomethanstrategieSystemintegration

FKZ-Nr. 03EI5417

KonditorGas - Industrielle Prozesswärmeerzeugung durch katalytische Konditionierung von Synthesegasen

Dauer

  • 01.09.2020 – 31.08.2023

Kontakt

Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik
Fürther Straße 244f
90429 Nürnberg

Prof. Dr.-Ing. Jürgen Karl – Projektleiter
Telefon: +49 (0)91155302 9021
E-Mail: juergen.karl‍@‍fau.de

M. Sc. Christian Wondra – Direkter Ansprechpartner / Projektkoordinator
Telefon: +49 (0)911 53029 399
E-Mail: christian.wondra‍@‍fau.de

Partner

03EI5417B - DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
03EI5417C - E-Flox
03EI5417D - TesTneT Engineering GmbH

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

Ergebnisse

Geplante Ergebnisse:

  • Anlagenebene: Verfahren, Technikumanlage, Demonstrationsanlage
  • Konzeptebene: Anlagenkonzept
  • Marktebene: Marktprognose, Überführung Pilot-/Demoanlagen in wirtschaftliche Nutzung
  • Datenebene: Messreihe/-programm
  • Publikationen: Wissenschaftliche Papiere (ISI, peer-reviewed)
  • Sonstiges: Strategie

Thema

Dieses Projekt soll einen neuartigen Weg aufzeigen, bisher überwiegende durch fossile Brennstoffe bereitgestellte (Hochtemperatur-) Prozesswärme mit klimafreundlichen biogenen Gasen aus der thermochemischen Vergasung zu substituieren. Gegenüber dem Ansatz, fossiles Erdgas durch erneuerbare Erdgassubstituten (SNG) mit Erdgasqualität zu ersetzen kann durch eine Teilmethanisierung eine Vereinfachung der Prozesskette erreicht werden und eine Wirtschaftlichkeit derartiger Systeme früher dargestellt werden. Dies kann einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung des fossilen CO2-Ausstoßes für industrielle Prozesse leisten. Durch die Einführung der CO2-Steuer ab 2021 werden diese Emissionen für Unternehmen zum wirtschaftlicher Faktor. Die Teilmethanisierung soll es diesen Unternehmen erlauben, zeitnah auf fossile Energieträger zu verzichten und klimafreundlichere biogene Brennstoffe einzusetzen.

Ziele

Das Ziel des Projektes ist eine neuartige Prozesskette zur Substitution von Erdgas zur Prozesswärmeerzeugung in der Industrie durch konditionierte, biogene Synthesegase. Es werden zwei parallel ablaufende Prozesse im Technikummaßstab realisiert. Zum einen die autotherme Festbettvergasung und zum anderen die allotherme Wassderdampfvergasung in einer Wirbelschicht. Anschließend wird eine (Teil)-Methanisierung und Aufreinigung des entstehenden Prozessgases stattfinden, welches dann durch einen auf die Eigenschaften des Prozessgases adaptierten FLOX-Brenners verwertet wird. Nach der erfolgreichen Umsetzung im Technikummaßstab soll ein Proof-of-Concept des autothermen Weges an einem Holzvergaserstandort stattfinden sowie die semi-industrielle Demonstration des allothermen Weges mittels einem 100 kW Heat-Pipe-Reformers. 

Maßnahmen

FAU – Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik

  • Konzeption und Aufbau eines mobilen Teststandes zur Bestimmung der Flammengeschwindigkeiten und Zündgrenzen 
  • Aufbau und Inbetriebnahme des allothermen Prozessweges und Charakterisierung des Synthesegases sowie der Brenner-Performance
  • Semi-industrielle Demonstration des Anlagenkonzeptes mittels einem 100 kW Heat-Pipe-Reformer
  • Marktpotenziale und wirtschaftliche Bewertung

DBFZ

  • Identifizierung und Charakterisierung von Prozessen mit hohen Potentialen zur Erdgassubstitution
  • Aufbau und Inbetriebnahme des autothermen Prozessweges und Charakterisierung des Synthesegases sowie der Brenner-Perfomance
  • Proof-of-Concept an einem renommierten Holzvergaserstandort
  • Marktpotentiale und wirtschaftliche Bewertung

E-Flox GmbH

  • Konzeption und Adaption der Gasbrenner auf die Eigenschaften des Prozessgases
  • Unterstützung bei den Versuchskampagnen 
  • Marktpotentiale und wirtschaftliche Bewertung

Testnet Engineering GmbH

  • Sicherheitstechnische Betrachtung der Prozesskette
  • Konzeption und Auslegung der (Heiß-)Gasregelstrecke 
  • Marktpotentiale und wirtschaftliche Bewertung

Schwerpunkte

FAU – Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik

  • Projektleiter und -koordinator
  • Allotherme Wirbelschichtvergasung
  • Methanisierung und Gasaufreinigung
  • Charakterisierung des Synthesegases
  • Heat-Pipe-Reformer

DBFZ

  • Autotherme Vergasung
  • Methanisierung und Gasaufreinigung
  • Charakterisierung des Synthesegases

E-Flox

  • FLOX-Technologie
  • Verwertung von Schwachgasen und Sonder-Brennstoffen
  • Konzeption und Aufbau von Komplettanlagen

Testnet Engineering GmbH

  • Sicherheitstechnische Aspekte
  • Heisgasregelstrecke

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