Aktuelle Projekte im Forschungsschwerpunkt Biomasse - Logistik und Konversion

Aufbereitung von Holzaschen zur Kreislaufführung von Düngern und Wertstoffen [A-Wert] mehr weniger

Mittelgeber/Projektträger:

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Laufzeit:

01.10.2022 – 31.08.2024

Projektverantwortung:

Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth

Projektpartner:

Biomasse Heizkraftwerk Herbrechtingen GmbH, Fernwärme Ulm GmbH, SchwörerHaus KG

Projektmitarbeiter/innen:

M. Sc. Johanna Eichermüller

Beschreibung:

Aschen aus der Holzverbrennung und dabei insbesondere Flugaschen enthalten hohe Gehalte an umweltkritischen Metallen. Diese stellen deshalb einen Stoff dar, der aktuell aufwändig, in dafür geeigneten Deponien, meist untertage entsorgt werden muss. Dabei stellen diese Aschen einen Wertstoff dar, welcher nicht deponiert, sondern in Sinne des Kreislaufgedankens genutzt werden sollte. Denn Aschen enthalten Phosphor und andere für das Pflanzenwachstum relevante Elemente wie Kalium, Natrium, Schwefel, etc. Daneben werden die umweltkritischen Metalle und dazu zählen auch die Platingruppenmetalle Indium, Kobalt und Seltenerdmetalle, für Hightech- und Umwelttechnologien benötigt.
Ziel
Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Holzaschen, um diese als Rohstoff für eine biobasierte Kreislaufwirtschaft zu erschließen. Um die Asche im Sinn einer konsequenten Kreislaufführung vom Schadstoff zum Wertstoff zu transformieren wird ein Verfahren benötigt welches Spurenelemente aus Aschen abtrennt. Damit soll die Asche in eine Düngemittelfraktion und eine Schwermetallfraktion aufgetrennt werden. Die Düngemittelfraktion soll dann direkt oder nach weiterer Aufbereitung als Substitut für künstliche Dünger zur Verfügung stehen. Die Schwermetallfraktion soll metallurgischen Prozessen zugeführt werden können und damit knappe Rohstoffe, welche nach Deutschland importiert werden müssen, substituieren. Im Ergebnis sollen damit im Sinne eines Urban-Mining Ansatzes Deponien sowie Primärrohstoffe geschont werden.

LangEFeld - Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld mehr weniger

Logos: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft, Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Long-term monitoring and functionality of particulate matter separators for individual room heating appliances in the field.

Mittelgeber/ Projektträger:     

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)/Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

Laufzeit:

01.01.2023 – 31.12.2025

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

Technologie- und Förderzentrum (TFZ), Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ), Kutzner + Weber GmbH, OekoSolve AG, Exodraft A/S

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Julian Drewes
M.Sc. Florian Empl

Beschreibung:

Im Vorhaben „LangEFeld“ wird erstmals in Europa ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Einzelraumfeuerungsanlagen wie Pellet- und Kaminöfen durchgeführt. Hierbei sollen die Wirksamkeit, Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider, v.a. die Abscheideeffizienz im Echtbetrieb untersucht werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Prüfung und Entwicklung von geeigneten Messverfahren zur Ermittlung des Abscheidegrads und zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung. Daraus werden Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen formuliert. Gleichzeitig werden Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen zu entwickeln sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und angepasste Fördermaßnahmen für die nachrüstbaren Komponenten zu etablieren. Das Projekt nutzt die gewonnenen Erkenntnisse und Prüfstände an den drei beteiligten Institutionen auch, um die erheblichen Wissenslücken in der Langzeitwirkung von Katalysatoren zu schließen, die ebenfalls als ein vielversprechendes Instrument zur Reduktion der organischen Emissionen aus Holzfeuerungen gelten.

In the "LangEFeld" project, long-term monitoring of electrostatic precipitators in the field is being carried out for the first time in Europe on single room combustion systems such as pellet and wood stoves. The aim is to investigate the effectiveness, availability and possible ageing effects of the electrostatic precipitators, especially the separation efficiency in real operation. An important aspect is the testing and development of suitable measurement methods to determine the capture efficiency and to determine the particle number and particle size distribution. From this, recommendations will be formulated for practical application with regard to operational safety and the avoidance of operating errors. At the same time, basic principles are being worked out in order to develop effective dust reduction measures in the future and to establish effective user rules and adapted conveying measures for the retrofittable components. The project is also using the knowledge gained and the test benches of the three participating institutions to close the considerable gaps in knowledge about the long-term effectiveness of catalytic converters, which are also considered a promising instrument for reducing organic emissions from wood combustion devices.

Links:

Modellregion grüner Wasserstoff – Leuchtturm H2-Grid: Vernetzung von dezentraler Wasserstofferzeugung und Verbrauch [H2-Grid] mehr weniger

Logos der Projektpartner: EU - Europäischer Fonds für regionale Entwicklung; EFRE; Ministerium für Umwelt und Energiewirtschaft BW

Projektträger:     

Europäische Union – Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg

Laufzeit:

03.03.2022 – 28.02.2027

Projektverantwortung:

Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth

Projektpartner:

FairEnergie GmbH
FairNetz GmbH
Hochschule Reutlingen / Reutlingen University
Stadtwerke Mössingen
Stadtwerke Rottenburg am Neckar GmbH
Stadtwerke Tübingen GmbH
Sülzle Holding GmbH & Co. KG
Technische Hochschule Ulm

Projektmitarbeiter/innen:    

B.Sc. Svenja Ott

Beschreibung:

Das Leuchtturmprojekt H2-Grid erprobt dezentrale Konzepte und weist deren Funktion durch vernetzte Demonstratorsysteme in der Modellregion für eine ökologisch und ökonomisch effiziente Integration von Elektrolyseuren in Haushalte, Industriebetriebe (KMUs), Quartiere und Kommunen in einem Konzept nach.

In diesem Konzept wird der erzeugte Wasserstoff an Abnehmer (Wasserstoffzug, Wasserstofftankstellen, ÖPNV, Industrie) in der Region abgegeben. Die beim Elektrolyseprozess entstehende Wärme wird über ein Wärmenetz genutzt, der entstehende Sauerstoff nach Bedarf einer direkten Nutzung zugeführt.

Der innovative Charakter des Projekts besteht in der optimierten Betriebsführung durch ein sektorübergreifendes, prognosebasiertes Demandmanagement, das die Verfügbarkeit von grünem Strom einerseits und die Wasserstoff- und Wärmebedarfe andererseits berücksichtigt und so zu einem ökonomisch und ökologisch optimierten Betrieb führt. Zusätzlich werden Aspekte wie die Netzdienlichkeit des Anlagenbetriebs berücksichtigt.

Das Engineering umfasst den Aufbau der Elektrolyseure, Fragen der Gasübergabe und -speicherung, die Sektorkopplung, eine prognose- und angebotsgesteuerte Regelung der Gesamtanlagen, die Teillastoptimierung der Elektrolyseure sowie die Erprobung von lokalen und netzübergreifenden Regelstrategien unter Einbeziehung des virtuellen Kraftwerks Neckar-Alb und der kommunalen Netzleitstellen.

Ziel:

Erprobung dezentraler netzdienlicher Konzepte zur Erzeugung von grünem Wasserstoff.

Aufwertung lokaler Märkte durch Nutzung biogener Reststoffe [LevelUp] mehr weniger

Logo: Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung

Projektträger:

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Laufzeit:    

29.07.22-28.07.25

Projektverantwortung:

  • Prof. Dr. Stefan K. Pelz,
  • Prof. Dr. Steffen Abele

Projektpartner:

  • University of Energy and Natural Ressources (UENR) Sunyani, Ghana,
  • Novis GmbH,
  • Neyer Brainworks GmbH,
  • AHT Syngas Gruppe

Projektmitarbeiter/innen:

  • M.Sc. Ralf Mueller,
  • M.Sc. Florian Empl
  • Joseph Yankyera Kusi (Externer Doktorand, Gastwissenschaftler)
  • M.Phil. Agricultural Economics Felix Kwame Ayenyebo

Beschreibung:

Das Ziel des Projekts „LevelUp“ ist die Erforschung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit eines dezentralen Energiesystems basierend auf lokalen biogenen Reststoffen aus Agrar- und Forstwirtschaft für die zuverlässige und nachhaltige Versorgung mit Strom, Wärme, Kälte und Biogas in Westafrika, mit besonderem Fokus auf Ghana. Zu diesem Zweck wird gemeinsam mit den Partnerunternehmen eine Mehrkomponenten-Forschungsanlage auf dem Campus der University of Energy and Natural Ressources (UENR) in Sunyani, Ghana entwickelt und implementiert. Die Anlage besteht aus den Prozesskomponenten Biomasseaufbereitung (incl. solarthermische Trocknung), Biomassevergasung, Biomasse-fermentation und Kälteerzeugung (Absorptionskälteanlage). Das Gesamtziel des Verbundes ist die erfolgreiche Entwicklung und Installation, die spezifische Optimierung und umweltrelevante Einordnung des Systems, die Schulung von MitarbeiterInnen für die Inbetriebnahme und den Betrieb der Gesamtanlage sowie die zukünftige Vermarktung inklusive eines private-public-partnership Betreibermodells, das die Grundlage für einen Transfer des Energiesystems in die Breite darstellt.

The aim of the "LevelUp" project is to research the technical and economic feasibility of a decentralised energy system based on local biogenic residues from agriculture and forestry for the reliable and sustainable supply of electricity, heating, cooling and biogas in West Africa, with a special focus on Ghana. For this purpose, a multi-component research plant is being developed and implemented together with the partner companies on the campus of the University of Energy and Natural Resources (UENR) in Sunyani, Ghana. The plant consists of the process components biomass preparation (incl. solar thermal drying), biomass gasification, biomass fermentation and cooling (absorption chiller). The overall goal of the network is the successful development and installation, the specific optimisation and environmentally relevant classification of the system, the training of employees for the commissioning and operation of the entire plant as well as the future marketing including a private-public-partnership operator model, which represents the basis for a transfer of the energy system on a broad scale.