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Teil 4

Das Projekt "Teil 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik durchgeführt. Im Berichtszeitraum wurden im Projekt Res2CNG große Fortschritte erzielt. Arbeitspakete zu grundlegenden Fragestellungen wie Biomassevergasung und -bereitstellung sowie die Zusammenstellung von Literatur zur Hochtemperaturelektrolyse wurden abgeschlossen. Thermodynamische Berechnungen zur Methanisierung legten die Basis zur Auswahl verschiedener Methanisierungskonzepte. Erste Abschätzungen zur Gasreinigung bilden die Grundlage für eine optimale Wärmeintegration. Im Rahmen des gesamten Konsortiums wurden fünf Prozessketten festgelegt, die mittels Pinch-Analyse verglichen werden. Die CNG- und LNG-Kette werden detailliert betrachtet und jeweils ein realisierbares Wärmemanagement erarbeitet. Die Ergebnisse der umfangreichen Bottom-up-Analyse der SOEC-Technologie fließen in die Technologiesteckbriefe ein, die als Grundlage für die techno-ökonomische Analyse ausgearbeitet werden.

Teil 1

Das Projekt "Teil 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) durchgeführt. Im Berichtszeitraum wurden im Projekt Res2CNG große Fortschritte erzielt. Arbeitspakete zu grundlegenden Fragestellungen wie Biomassevergasung und -bereitstellung sowie die Zusammenstellung von Literatur zur Hochtemperaturelektrolyse wurden abgeschlossen. Thermodynamische Berechnungen zur Methanisierung legten die Basis zur Auswahl verschiedener Methanisierungskonzepte. Erste Abschätzungen zur Gasreinigung bilden die Grundlage für eine optimale Wärmeintegration. Im Rahmen des gesamten Konsortiums wurden fünf Prozessketten festgelegt, die mittels Pinch-Analyse verglichen werden. Die CNG- und LNG-Kette werden detailliert betrachtet und jeweils ein realisierbares Wärmemanagement erarbeitet. Die Ergebnisse der umfangreichen Bottom-up-Analyse der SOEC-Technologie fließen in die Technologiesteckbriefe ein, die als Grundlage für die techno-ökonomische Analyse ausgearbeitet werden.

Teil 2

Das Projekt "Teil 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), European Institute for Energy Research EIfER durchgeführt. Im Berichtszeitraum wurden im Projekt Res2CNG große Fortschritte erzielt. Arbeitspakete zu grundlegenden Fragestellungen wie Biomassevergasung und -bereitstellung sowie die Zusammenstellung von Literatur zur Hochtemperaturelektrolyse wurden abgeschlossen. Thermodynamische Berechnungen zur Methanisierung legten die Basis zur Auswahl verschiedener Methanisierungskonzepte. Erste Abschätzungen zur Gasreinigung bilden die Grundlage für eine optimale Wärmeintegration. Im Rahmen des gesamten Konsortiums wurden fünf Prozessketten festgelegt, die mittels Pinch-Analyse verglichen werden. Die CNG- und LNG-Kette werden detailliert betrachtet und jeweils ein realisierbares Wärmemanagement erarbeitet. Die Ergebnisse der umfangreichen Bottom-up-Analyse der SOEC-Technologie fließen in die Technologiesteckbriefe ein, die als Grundlage für die techno-ökonomische Analyse ausgearbeitet werden.

Teil 3

Das Projekt "Teil 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung durchgeführt. Im Berichtszeitraum wurden im Projekt Res2CNG große Fortschritte erzielt. Arbeitspakete zu grundlegenden Fragestellungen wie Biomassevergasung und -bereitstellung sowie die Zusammenstellung von Literatur zur Hochtemperaturelektrolyse wurden abgeschlossen. Thermodynamische Berechnungen zur Methanisierung legten die Basis zur Auswahl verschiedener Methanisierungskonzepte. Erste Abschätzungen zur Gasreinigung bilden die Grundlage für eine optimale Wärmeintegration. Im Rahmen des gesamten Konsortiums wurden fünf Prozessketten festgelegt, die mittels Pinch-Analyse verglichen werden. Die CNG- und LNG-Kette werden detailliert betrachtet und jeweils ein realisierbares Wärmemanagement erarbeitet. Die Ergebnisse der umfangreichen Bottom-up-Analyse der SOEC-Technologie fließen in die Technologiesteckbriefe ein, die als Grundlage für die techno-ökonomische Analyse ausgearbeitet werden.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von IoLiTec - Ionic Liquid Technologies GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Das Ziel des Verbundprojekts ist die Entwicklung eines kurzfristig umsetzbaren Konzepts zur chemischen Speicherung der bei Wind und Photovoltaik volatil anfallenden elektrischen Energie durch Fixierung von CO2. Als geeigneter chemischer Energieträger mit hoher Energiedichte bietet sich dabei Methan in Form von SNG (Substitute Natural Gas) an, welches in das in Deutschland sehr gut ausgebaute Erdgasnetz eingespeist und verteilt werden kann. SNG als Energieträger weist dabei vielfältige Vorteile auf. Es bestehen bereits enorme Speicherkapazitäten (siehe Kap. 1.2) mit positiven Perspektiven für den weiteren Ausbau, und über das ubiquitäre Erdgastransportnetz können große Mengen chemisch gespeicherter Energie problemlos innerhalb Europas transportiert und verteilt werden. Weiterhin ist Methan einer der vielseitigsten und umweltfreundlichsten Brennstoffe. Neben den etablierten Anwendungsfällen im Haushalt kann Methan/SNG bzw. Erdgas und a. als Kraftstoff für Erdgasfahrzeuge, zum Betrieb von Brennstoffzellen, zur zentralen Stromerzeugung in Gas-und-Dampf-Kraftwerken und zur dezentralen Verbrennung in Blockheizkraftwerken (BHKW) und Mini-BHKW verwendet werden. Technisches Arbeitsziel von IOLITEC ist die Synthese neuer ionischer Flüssigkeiten, die als interne Wärmeträgermedien den Wärmehaushalt der Reaktion optimal steuern können. 2. Arbeitsplanung: Im Rahmen des Projektes werden gängige Methoden zur wissenschaftlichen Synthese von neuen Verbindungen angewendet. Bei der Analyse werden z.B. IR- und NMR-Spektroskopie eingesetzt.

Studie - Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz

Das Projekt "Studie - Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Die im Jahr 2006 erstmals von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) veröffentlichte Studie 'Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz' ist bis heute bereits in seiner vierten aber bisweilen unveränderten Auflage erschienen. Dies zeigt zum einen die stetig anhaltende Nachfrage nach der Studie, andererseits wird aufgrund der dynamischen Entwicklungen zum Thema Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz in den letzten Jahren die Notwendigkeit zur Überarbeitung der Studie gesehen. Die Aufbereitung und Einspeisung von Biogas hat sich zu einer etablierten Verwertungsvariante als Alternative zur bis dahin in Deutschland nahezu ausschließlich praktizierten Vor-Ort-Verstromung von Biogas entwickelt. Einhergehend mit dem dynamischen Ausbau haben sich die Erkenntnisse um relevante Fragestellungen, die verwendeten Technologien und die rechtlichen, politischen sowie wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bezüglich der Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz erheblich gewandelt. Mit der Überarbeitung wird eine fünfte Auflage der Studie vorgelegt werden, welche den aktuellen Kenntnisstand zu den relevanten Themen rund um die Einspeisung von Biogas in das Erdgasnetz wiedergibt. Die Erarbeitung der Studie orientiert sich im Wesentlichen an der Struktur der bestehenden Auflage, so dass die Kapitel in gleichnahmigen Arbeitspaketen vom DBFZ und beratenden Experten inhaltlich überarbeitet werden. Ergänzt wird die Studie um ein Kapitel, in welchem die Vermarktung von Biomethan diskutiert wird.

Demonstration of the production and utilization of Synthetic Natural Gas (SNG) from solid biofuels (BIO-SNG)

Das Projekt "Demonstration of the production and utilization of Synthetic Natural Gas (SNG) from solid biofuels (BIO-SNG)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Objective: Methane derived from solid biofuels is an important option for achieving the political goal for an increased use of alternative motor fuels. The biomass methanation has already been demonstrated on the small scale. And methane can easily be feed into the existing Natural Gas infrastructure, and can then be used with available technology, in particular within vehicle fleets. Although this option has been explicitly encouraged by the EC Directive 2003/55/EC so far no R&D-focus has been put on this. Thus, the objective of this project is it to realise and demonstrate the production of Synthetic Natural Gas (SNG) from solid biofuels within an innovative, large scale gasification plant to be built in Austria and to applicate this motor fuel in energy efficient vehicles (WTW).

Teilantrag ZSW

Das Projekt "Teilantrag ZSW" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg durchgeführt. Ziel des geplanten Verbundvorhabens ist es, unter optimierter energetischer und stofflicher Ausnutzung gasförmige Brennstoffe wie synthetisches Erdgas (SNG) oder Wasserstoff aus Biomasse zu erzeugen. Um hohe energetische und stoffliche Gesamtnutzungsgrade zu erreichen, wird ein 'Poly-Generation' Konzept mit den Hauptprodukten SNG und H2 sowie ökologisch wie ökonomisch attraktiven Nebenprodukten wie Wärme, elektrische Energie, Ersatzbrennstoffe und Dünger verfolgt. Ein weiterer Schwerpunkt ist die flexible Einsetzbarkeit verschiedener mineralstoffreicher Biomassen, wie z.B. Gärreste aus der Fermentation, mit dem Ziel das verfügbare Potenzial ohne Nutzungskonkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zu erhöhen. Neben der Zuarbeit im Teilprojekt Systemanalyse nimmt das ZSW drei Hauptaufgaben war: a) Entwicklung einer Methode zur dynamischen Bestimmung des Ascheerweichungsverhaltens von mineralstoffreichen, Brennstoffen in Verbindung mit Wirbelschicht-Bettmaterialien. Hierbei werden die Materialproben aufgeheizt und dabei mit einem Rheometer die dynamische Viskosität bestimmt. b) Simulation und Beurteilung verschiedener Gasaufbereitungs-Varianten. Mit der Prozesssimulations-Software IPSEpro werden Module für Einzelschritte erstellt, validiert um damit Gasaufbereitungsketten zu optimieren. c) Innovatives Konzept zur Teerreinigung von biomassestämmigen Vergasungsgasen. Im Vordergrund steht hier die prozessintegrierte Teerminderung unter Verwendung des im Prozess zirkulierten Ca-basierten Wirbelschicht-Bettmaterials. Je nach Anwendung ist eine zusätzliche Feinreinigung mittels Edelmetallkatalysator oder Teer-Wäsche angedacht.

Versuche und Entwicklung

Das Projekt "Versuche und Entwicklung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Fakultät für Maschinenwesen, Lehrstuhl für Energiesysteme durchgeführt. Thema: Ein allothermes Vergasungsverfahren, der sogenannte Heatpipe-Reformer (HPR®500), soll mit einer SNG-Erzeugung gekoppelt werden. Dazu wird eine Verfahrensentwicklung durchgeführt und dieses Verfahren im Labor sowie in Verbindung mit einer existierenden Vergaseranlage im Technikum von LES erprobt. Ziele: Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Demonstration eines Verfahrens zur Gasaufbereitung und Methanisierung von Produktgas aus einem Biomassevergaser. Das aufbereitete Gas (Synthesegas) soll die Kriterien zur Einspeisung in ein Erdgasnetz erfüllen (synthetisches Erdgas, SNG). Höchste Brennstoffausnutzungsgrade sind erreichbar, wenn die Abwärme in Fern- und Nahwärmenetze zu Heizzwecken oder in Industrieprozessen zur Dampferzeugung oder zu Heizzwecken genutzt wird. Damit können Wärme und Strom mit geringsten Emissionen an z. B. Feinstaub bereitgestellt werden. In Bezug auf die Emissionen soll daher neben der CO2-Einsparung eine Reduktion von Feinstaubemissionen in Ballungszentren erreicht werden. Maßnahmen: Am LES erfolgt die Verfahrensentwicklung, die Untersuchung der Prozessparameter und die Tests an der Vergaseranlage im Technikumsmaßstab. Schwerpunkte: - Verfahrensentwicklung - Prozessparameter - Untersuchungen zum Einfluss von Produktgasinhaltstoffen auf die Gasaufbereitung.

Herstellung von synthetischem Erdgas aus Kohle mit interner CO2-Abtrennung

Das Projekt "Herstellung von synthetischem Erdgas aus Kohle mit interner CO2-Abtrennung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Chemie- und Bioingenieurwesen, Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik durchgeführt. Die Erzeugung von Methan als Erdgas-Substitut (SNG) stellt eine der möglichen Beiträge zum Energiemix der Zukunft dar. Zusätzlich wird über den Weg der SNG-Produktion und durch Nutzung der bestehenden Erdgasinfrastruktur Bioenergie leichter transportier- und speicherbar. Unter den derzeitigen Rahmenbedingungen ist eine Produktion von SNG nur im großtechnischen Maßstab aus Kohle und unter Nutzung sämtlicher Nebenerzeugnisse wirtschaftlich. Um auch im kleineren, für Biomasseanwendungen geeigneten Leistungsbereich, SNG erzeugen zu können, muss die Anlagenkomplexität minimiert werden. Im Rahmen des EU-Projekts 'CO2freeSNG' wurden deshalb durch Prozessoptimierung und Erhöhung der Systemintegration vereinfachte Anlagenkonzepte entwickelt. Ein besonders hohes Optimierungspotential bietet dabei die Heißgasreinigung von Synthesegas. Im Zuge des Forschungsprojektes wurde die gesamte Prozesskette der SNG Produktion, von der allothermen Vergasung, über die Heißgasreinigung bis hin zur Methansynthese, untersucht. Hauptverunreinigungen im Produktgas der Biomassevergasung sind neben Partikeln, Alkali- und Schwefelverbindungen vor allem höhere Kohlenwasserstoffe und Teere. Partikel und Alkalien werden in Sintermetallfiltern abgeschieden. Über Hochtemperatur-Festbettadsorber werden mit unterschiedlichen Adsorbentien Schwefelverbindungen aus dem Gas entfernt. Besonders vielversprechend ist der Ansatz, dass Teere nicht abgereinigt, sondern direkt im Zuge der Methansynthese umgesetzt werden und so als zusätzlicher Ausgangsstoff für die Methanerzeugung zur Verfügung stehen. Neben der Einsparung einer eigenen Teerreinigung führt dies auch zu einer Erhöhung der Prozesseffizienz.

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