Die Wärmeversorgung aus erneuerbaren Energien wird vom Biomasseeinsatz dominiert. Das Potential zur nachhaltigen energetischen Nutzung fester Biomasse ist weitestgehend ausgeschöpft. Eine Steigerung der Nutzung als Brennstoff birgt Umweltrisiken und ist mit einem erhöhten Nutzungsdruck zu Lasten der Biodiversität, aber auch der stofflichen Nutzung verbunden. Daher ist angeraten, eine qualitative und quantitative Steuerung dieses Biomasseeinsatzes vorzunehmen und gegenwärtige Wirkmechanismen zu untersuchen. Mit der Verabschiedung der Richtlinie (EU) 2018/2001 zur Förderung der Nutzung von Energie aus erneuerbaren Quellen (RED II) wurden indikative Ziele zur Steigung der Nutzung erneuerbarer Energien im Wärme- und Kältesektor festgelegt. Die RED II führt auch erstmals Regelungen zur Treibhausgasminderung und Nachhaltigkeitskriterien für die energetische Nutzung fester (und gasförmiger) Biomasse ein, erfasst dabei aber nur größere Feuerungsanlagen (größer 20 MW). Gegenwärtig wird jedoch ein Großteil der energetisch genutzten Biomasse in kleinen Anlagen (kleiner 20 MW), zur Beheizung von Gebäuden, genutzt. Die Auswirkungen der Richtlinie auf diesen Sektor im Hinblick auf das Erreichen der genannten Zielsetzung sind nicht bekannt, bergen Risiken und sind daher zu untersuchen. Vor allem sollen mit der nationalen Umsetzung der RED II negative Auswirkungen auf einen umweltverträglichen Biomasseeinsatz verhindert werden. Dazu sind Vorschläge zu erarbeiten. Mit dem Vorhaben soll das Ziel verfolgt werden, bestehende Mechanismen der qualitativen und quantitativen Steuerung von Biomasseströmen zur Wärmeerzeugung und weitere mögliche Ansätze auf ihre Lenkungsfähigkeit hin zu untersuchen. Dazu sollen vorhandene Ansätze zur Lenkung der relevantesten Stoffströme verglichen (ggf. auch International), neue Methoden und Vorschläge erarbeitet werden. Identifiziert werden sollen Ansätze, die dem begrenzten Potential nachhaltig energetischer genutzter fester Biomasse gerecht werden.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Der Einsatz von Biomasse trägt wesentlich zur Wärmeerzeugung aus regenerativen Energien bei. Der starke Ausbau der CO2-neutralen Wärmebereitstellung steht dennoch häufig in der Kritik, da gegenüber konventionellen Energieträgern bei der Verbrennung von Biomasse ein Vielfaches an Partikelemissionen, welche für den Menschen und die Umwelt schädlich sind, freigesetzt werden. Ein Rückgang dieser Emission ist von 2010 bis heute zu verzeichnen, jedoch ist dieser bedingt durch die Einführung gesetzlicher Einschränkungen zur Nutzung emissionsreicher Feuerungsanlagen, definiert in der Bundesimmissionsschutzverordnung. Seit der Einführung der sog. BImSchV im Jahre 2010 müssen Neubauten strengere Grenzwerte einhalten und alte bestehende Anlagen mit teuren Filtersystemen nachgerüstet oder sogar außer Betrieb genommen wer-den. Aus diesem Grund ist der Anlass für dieses Vorhaben die Weiterentwicklung von Feuerungsanlagen aus emissionsschutztechnischer Sicht, in denen Stückholz und Hackgut eingesetzt werden, durch die Verwendung von primären Maßnahmen. Der Vorteil der primären Maßnahmen ist, dass der Brennstoff konditioniert und somit optimiert wird und keine teuren Filtersysteme an die bereits bestehenden Feuerungsanlagen angebracht werden müssen. Das Ziel des Projektes ist somit die Reduzierung von Feinstaubemissionen bei einer Hackschnitzelfeuerung durch den Einsatz der primären Maßnahme der Additivierung des Brennstoffes. Dazu werden im ersten Teil Additive anhand geeigneter Literatur ausgewählt und im zweiten Teil deren Ein-fluss auf die Feinstaubbildung bei der Verbrennung von Holzhackschnitzeln im Labormaßstab untersucht. Fazit Das Projekt konnte erfolgreich ein geeignetes Additiv, Kaolinit, für die Feinstaubminderung bei der Hackschnitzelverbrennung identifizieren und die Grundlagen der Bildungsreaktionen bei der Hackschnitzelverbrennung und die gezielte Beeinflussung dieser Reaktionen mit dem Additiv Kaolinit darstellen. Weiterhin konnte eine Methode zur Feinstaubprobennahme mit einem Muffelofen im Labormaßstab etabliert werden. Dies ermöglicht die direkte Analyse des Feinstaubs anstatt der indirekten Bestimmung über die Analyse der jeweiligen Aschen. Ziel der Weiterführung des Projektes ist es, den Effekt der Feinstaubreduzierung des Additivs Kaolinit/Kaolin (Kaolin ist ein Mineral mit dem Hauptbestandteil Kaolinit und steht im Gegensatz zu Kaolinit in großen Mengen und günstig zur Verfügung) auf die Aerosolbildung in einer handelsüblichen Hackschnitzel-Feuerungsanlage durch entsprechende technische Modifikationen zu übertragen und den erzielten Einfluss messtechnisch zu erfassen. Dadurch sollen Aussagen erarbeitet werden, ob - und wenn ja unter welchen Bedingungen - dies eine technisch, ökonomisch und ökologisch sinnvolle und in den praktischen Betrieb umsetzbare Option zur primären Feinstaubreduktion darstellen kann. (Text gekürzt)
Die Abschätzung der Entwicklungsperspektiven der Wärmeerzeugung aus Biomasse und anderen erneuerbaren Energien erfolgt mit Hilfe verfügbarer Modellierungs- und Bewertungsansätze, die bereits für die Ableitung von Bioenergiestrategieelementen im Strom- und Wärmebereich erprobt sind. Dabei werden zum einen die gegenwärtig in der Entwicklung befindlichen Technologiekonzepte systematisiert und zum anderen ihre Wettbewerbsfähigkeit in verschiedenen Teilmärkten simuliert. Anschließend werden die damit verbundenen Auswirkungen auf den Gesamtbeitrag zur Energieversorgung, den Klimaschutzbeitrag und die Effekte auf die Landnutzung bewertet und diskutiert. Die so entwickelte Datenbasis nebst Informationen zu den Perspektiven der Wärmebereitstellung aus Biomasse (mit anderen EE) wird zur Unterstützung der strategischen Arbeiten im Bereich Wärme und Effizienz(politik) zur Verfügung gestellt, z.B. für die Plattformen und Arbeitsgruppen des BMWi, BMEL oder BMUB. Das vorgeschlagene Vorhaben wird in fünf Arbeitspakete (AP) untergliedert. Sie umfassen (0) Koordination und Dialog; (1) Analyse des Wärmemarktes und die Klassifizierung relevanter Teilmärkte und ihrer Entwicklungsperspektiven; (2) Modellhafte Konzeption und Beschreibung von Technologiekonzepten, in denen Bioenergie im Verbund mit anderen erneuerbaren Energien zur Wärmebereitstellung genutzt wird; (3) Modellierung der Teilmärkte unter verschiedenen Randbedingungen; (4) Abschätzung der Auswirkungen auf Effizienz, Kosten und Umwelt sowie (5) die Ableitung von Handlungsempfehlungen. Parallel werden die Methoden, Ergebnisse und Schlussfolgerungen sowohl mit der Wissenschaft als auch in Richtung der politischen Entscheidungsträger vernetzt.
Thema und Ziel: Motivation des Projektes ist es, die Komplexität des Wärmesektors in einem Modell abzubilden und die Entwicklungsperspektiven der Wärmeerzeugung aus Biomasse quantitativ abzuschätzen. Dabei werden die Technologien miteinander in Teilmärkten konkurrieren und deren Auswirkungen (Kosten, Umwelt und Landnutzungseffekte) in verschiedenen Szenarien bewertet. Ziel ist es, anhand der Projektergebnisse Handlungsempfehlungen für Politik sowie für verschiedene Wärmetechnologien ableiten zu können. Maßnahmen: - Landnutzungseffekte der Konzepte in Szenarien bewerten. Schwerpunkte: - Landnutzungsänderungen.
Thema und Ziel: Motivation des Projektes ist es, die Komplexität des Wärmesektors in einem Modell abzubilden und die Entwicklungsperspektiven der Wärmeerzeugung aus Biomasse quantitativ abzuschätzen. Dabei werden die Technologien miteinander in Teilmärkten konkurrieren und deren Auswirkungen (Kosten, Umwelt und Landnutzungseffekte) in verschiedenen Szenarien bewertet. Ziel ist es, anhand der Projektergebnisse Handlungsempfehlungen für Politik sowie für verschiedene Wärmetechnologien ableiten zu können. Maßnahmen: - Aufbau des Simulationsmodells für die konkurrierenden Wärmetechnologien. Schwerpunkte: - Simulationsmodell.
Mit dem Projekt 'Maßnahmenpaket Bioenergie-Wärme' soll die Nutzung von Bioenergie als heimische erneuerbare Energiequelle die für ihre energiewirtschaftliche Bedeutung angemessene Aufmerksamkeit erhalten. Dabei sollen vor allem die Informationslücken zu kommunalen Wärmelösungen sowie zur Wärmeversorgung von Mehrfamilienhäusern, großen Gebäudekomplexen, Quartieren und gewerblichen Wärmeverbrauchern erschlossen werden. Durch die Vorbildfunktion sowie den hohen Wärmeverbrauch dieser Objekte sind in diesen Bereichen besonders effektive Beiträge zu Akzeptanz und Klimaschutz zu erwarten. Ziel ist es, die notwendige Steigerung des Anteils der Bioenergie an der deutschen Wärmeversorgung durch ein Paket von Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit kommunikativ zu unterstützen. Als Maßnahmen sind zielgruppenspezifische Publikationen und Angebote zu entwickeln, darunter ein Wärmekostenrechner, Informationsbroschüren, Pressehintergrundpapiere, Pressearbeit, Veranstaltungsformate wie Exkursionen für Medienvertreter, Pressehintergrundgespräche sowie Infografiken, Videos und Animationen. Die Maßnahmen sollen dazu beitragen, das Verständnis für die Bedeutung der Bioenergie als zentralen Pfeiler einer klimafreundlichen Energieversorgung aus heimischen erneuerbaren Quellen zu festigen. Komplexe Zusammenhänge der Wertschöpfungsketten der unterschiedlichen Bioenergieträger sollen erklärt und hinsichtlich ihrer gesamtgesellschaftlichen Bedeutung erläutert werden.
In diesem Forschungsvorhaben soll ein innovatives Verbrennungssystem für Vergaserkessel entwickelt und erprobt werden, welches eine stabile, emissionsarme Verbrennung in allen Betriebsphasen gewährleistet und das Einhalten der zukünftigen emissionstechnischen Anforderungen der 1. BImSchV ohne weitere Sekundärmaßnahmen ermöglicht. Außerdem soll durch dieses Verbrennungssystem die Effizienz der Verbrennung deutlich verbessert und infolgedessen sowohl CO2, aufgrund der Reduzierung des Biomasseverbrauchs, als auch andere Treibhausgase wie z. B. CO gemindert werden. Anhand der Erhöhung der Verbrennungseffizienz sowie der CO2- und Schadstoffminderung ist ein ökologischer und wirtschaftlicher Beitrag zum aktiven Klimaschutz zu leisten und ein ökologischer und umweltfreundlicher Ausbau der energetischen Nutzung der Biomasse zur Bereitstellung von Wärme und Warmwasser mit hoher Akzeptanz zu realisieren. Zunächst soll ein Vergaserkessel mit dem Low-Emission-Verbrennungssystem für den Versuchsbetrieb durch das Fraunhofer IBP konzipiert, ausgelegt und durch die Firma HDG Bavaria konstruiert und angefertigt werden. Zur Beurteilung des Low-Emission-Verbrennungssystems sollen dann experimentelle Untersuchungen zum Abbrandverhalten von Brennstoff bei der Vergasung, zum Verbrennungsverhalten von Brenngas, zum strömungstechnischen Verhalten, zur Effektivität und Regelbarkeit des Verbrennungsluftzufuhrsystems und zum Emissionsverhalten am IBP durchgeführt werden. Auf Basis der erhaltenen Versuchsergebnisse soll ein Prototyp durch das Fraunhofer IBP ausgelegt, konstruiert und anschließend durch die Firma HDG Bavaria hergestellt werden. Die gesammelten Erfahrungen mit der Versuchsanlage fließen in die Konstruktion des Prototyps mit ein. Der Prototyp wird bei der Firma HDG Bavaria aufgebaut. Bei der Dauererprobung sollen hauptsächlich Untersuchungen zum Abbrand- und Emissionsverhalten sowie zur Effizienz und Stabilität der Verbrennung durchgeführt werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 30 |
| Europa | 2 |
| Land | 2 |
| Wissenschaft | 3 |
| Zivilgesellschaft | 2 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 28 |
| Text | 2 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 3 |
| Offen | 28 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 30 |
| Englisch | 11 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 2 |
| Keine | 17 |
| Webseite | 14 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 28 |
| Lebewesen und Lebensräume | 26 |
| Luft | 16 |
| Mensch und Umwelt | 31 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 30 |