Thema

Das Projekt thematisiert die Optimierung einer Holzvergasungsanlage sowie deren Kopplung mit einer Mikrogasturbine zur dezentralen Strom- und Wärmeerzeugung. In der ersten Projektphase sollen im Rahmen einer „Virtuellen Kopplung“ die Subsysteme Holzvergaser und Mikrogasturbine getrennt analysiert, zielgerichtet optimiert und für die Kopplung modifiziert werden. Zur Weiterentwicklung der Vergasertechnologie sind detaillierte Messprogramme zur Beurteilung des Betriebs und der Produktgaszusammensetzung vorgesehen. Einen weiteren Schwerpunkt bilden die Untersuchungen zur Vergasung von verschiedenen Substraten aus biogenen Reststoffen/Landschaftsbiomassen, welche unter die Biomasseverordnung fallen. Dies dient neben der Bestimmung des Einflusses des jeweiligen Substrats auf die Produktgaszusammensetzung auch zur Ermittlung der Anforderungen an die Brennstoffaufbereitung. Zur Verbrennung der Produktgase wird ein brennstoff-flexibles und schadstoffarmes Brennkammersystem entwickelt und getestet.
Weiterhin werden mittels numerischer Modelle verschiedene Anlagen- und Betriebskonzepte simuliert und umfangreiche Wirtschaftlichkeitsanalysen durchgeführt. In der zweiten Projektphase „Demonstration“ erfolgen der Technologietransfer und die Umsetzung eines Pilotkraftwerks. Der Anlagenbetrieb dient zur Charakterisierung der Kopplung sowie zur Optimierung der Einzelkomponenten und der Gesamtanlage. Basierend auf den Erfahrungen aus dem geplanten Dauerbetrieb wird die Wirtschaftlichkeit des Anlagenkonzepts analysiert sowie Betriebsprobleme dokumentiert.

Ziele

Das Gesamtziel ist die Optimierung einer Holzvergasungsanlage sowie deren Kopplung mit einer Mikrogasturbine zur dezentralen Kraft-Wärme-Erzeugung bei effizienter Rohstoffnutzung und vermindertem Emissions- und Schadstoffausstoß. Hierzu werden in einem ersten Schritt die bestehenden Subsysteme getrennt analysiert, zielgerichtet optimiert und für die Kopplung modifiziert. Weiterhin sollen Anlagen- und Betriebskonzepte ausgearbeitet, ein innovatives Brennkammersystem für die Mikrogasturbine entwickelt, die Gasreinigung optimiert sowie Wirtschaftlichkeits-analysen durchgeführt werden. Der anschließende Technologietransfer erfolgt durch die Umsetzung und den Dauerbetrieb einer real gekoppelten Pilotanlage.

Maßnahmen

DLR

• Analyse und Bewertung verschiedener Anlagenkonzepte hinsichtlich ihrer technischen Relevanz, Wirtschaftlichkeit und des Potenzials für eine Breitenanwendung
• Entwicklung eines schadstoffarmen Brennkammersystems für niederkalorige Produktgase aus thermischen Vergasungsanlagen
• Integration der Mikrogasturbine in das Kraftwerkssystem und Inbetriebnahme
• Betriebsbegleitung der Mikrogasturbine während des Versuchsbetriebs der Pilotanlage
• Koordination des Gesamtprojekts

iuta

• Weiterentwicklung, Anpassung und Erprobung effizienter physikalischer, thermisch induzierter sowie katalytischer Gasreinigungsverfahren. Optimierung der Verfahrensparameter der Gaskonditionierung hinsichtlich des Betriebs einer Mikrogasturbine.
• Untersuchungen zur Vergasung von verschiedenen Substraten aus biogenen Reststoffen/Landschaftsbiomassen, welche unter die Biomasseverordnung fallen. Dies dient neben der Bestimmung des Einflusses des jeweiligen Substrats auf die Produktgaszusammensetzung auch zur Ermittelung der Anforderungen an die Brenngasaufbereitung.

EnBW

• Anlagenaufbau und Inbetriebnahme
• Charakterisierung und Optimierung der Pilotanlage

Schwerpunkte

DLR

• Analyse und Bewertung verschiedener Anlagenkonzepte hinsichtlich ihrer technischen Relevanz, Wirtschaftlichkeit und des Potenzials für eine Breitenanwendung
• Entwicklung eines schadstoffarmen Brennkammersystems für niederkalorige Produktgase aus thermischen Vergasungsanlagen
• Optimierung, Anpassung und Erprobung effizienter physikalischer, thermisch induzierter sowie katalytischer Gasreinigungsverfahren;
• Optimierung der Verfahrensparameter der Gaskonditionierung hinsichtlich des Betriebs einer Mikrogasturbine

iuta

• Gasanalysen an verschiedenen Holzvergasern
• Versuche zur Minimierung von Kondensaten und Teerbildung an verschieden Holzvergasern
• Versuchsweiser Einsatz einer katalytischen Gasreinigung
• Anpassung der Gasqualität an den gekoppelten Betrieb mit der Mikrogasturbine
• Versuche mit qualitätsgesicherten biogenen Sekundärbrennstoffen

EnBW

• Wirtschaftlichkeitsstudien
• Anlagenbetrieb und Optimierung
• Nachweis eines zuverlässigen Dauerbetriebs der gekoppelten Anlage