Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.
Das übergeordnete Ziel des Forschungsprojekts Technologielösungen für hocheffiziente zero-emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen (CH2P) ist es, Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) hundertprozentig mit Wasserstoff zu betreiben und dabei wirtschaftlich konkurrenzfähig zu Erdgas betriebenen Anlagen zu sein. Die Technologie befindet sich derzeit auf einem TRL von 3-4 und soll durch die Projektarbeiten mit dem Fokus auf unterschiedlichen Teilbereichen der Motoren auf ein TRL von 6-7 angehoben werden. Einer wichtiger Baustein innerhalb des Projektes ist die Entwicklung keramischer Kolbenringe. Kolbenringe sind hochbelastete Bauteile eines Verbrennungsmotors, denen die Aufgabe der Abdichtung des Arbeitsraumes zufällt. Die hohe Flammgeschwindigkeit bei der Verbrennung von H2 führt zu hohen Temperaturen an der Zylinderwand und im Bereich der Kolbenringe (Tmax ca. 250 - 300 °C). Dadurch kommt es zu einer Austrocknung des Ölfilms an der Zylinderwand und zu einem hohen Verschleiß von konventionellen, metallischen Kolbenringen. Durch den Ansatz faserverstärkte Keramiken - speziell C/C-SiC - soll die Abdichtung des Brennraums verbessert und eine deutlich höhere Verschleißbeständigkeit erzielt werden. Ungebundener amorpher Kohlenstoff innerhalb des Werkstoffes wirkt sich zudem positiv als schmierfähiger Feststoff auf das Gleitverhalten aus. Durch die so erzielte verminderte Reibung wird erneut der Verschleiß reduziert. Die so beschriebenen Werkstoffeigenschaften sollen zusätzlich mit einer Faserverstärkung kombiniert werden, welche eine elastische Ringweitung und -kompression erlaubt. Um die Herstellung solcher keramischen Ringe zu erreichen, sind die im Arbeitsplan beschrieben Aktivitäten notwendig.
Vorgesehen sind Bau, Optimierung und Demonstrationsbetrieb einer 2 MW-Wirbelschichtfeuerung. Kernstueck ist ein neugestalteter Kessel mit der WSF der 2. Generation. Die neue Technik kombiniert die Entschwefelung durch Additivzugabe mit der NOx-Minderung durch Stufung der Luftzufuhr und entsprechend gestaltete Brennstoffaufgabe sowie durch interne Feststoffrezirkulation. Sie fuehrt daher zu geringen Emissionen bei gleichzeitig hohem Ausbrand und kompakter Bauweise.
Die Schneider & Sohn GmbH & Co. KG wurde 1929 in Blaufelden-Gammesfeld als Steinbruch-Unternehmen gegründet und betätigt sich heute als ein familiengeführtes mittelständisches Unternehmen in den Bereichen Tiefbau, Abbruch, Baustoffhandel, Entsorgung und Transport. Seit mehr als 30 Jahren ist das Unternehmen im Baustoff-Recycling tätig. Trotz rechtlicher Verpflichtung zum selektiven Rückbau von Gebäuden und Infrastrukturen und der damit verbundenen Getrennthaltungspflicht für Rückbaumaterialien fallen in der Praxis stets größere Mengen an gemischten Baurestmassen an, bestehend aus Betonbruch, Ziegelbruch, Leichtbetonbruch, Sand, Mörtel etc. Diese Baurestmassen werden in der Regel aus Kostengründen entweder auf Deponien abgelagert oder nach einer rudimentären Aufbereitung für minderwertige Verwertungsmaßnahmen wie Verfüllungen genutzt. Für eine Aufbereitung z.B. für den Einsatz im Straßenbau war bis vor einigen Jahren die Trockenaufbereitung Stand der Technik, für den hochwertigen Einsatz in hochqualitativem Recyclingbeton ist es heute die noch wenig verbreitete Nassklassierungsaufbereitung von bereits selektiv rückgebautem und aufbereitetem Bauschuttmaterial. Jedoch sind derzeit gemischt anfallende Baurestmassen mit einer Vielzahl unterschiedlicher Einzelfraktionen kaum hochwertig zu recyceln. Das Projekt geht darüber hinaus mit dem Ziel, sortenreine und hochwertige Korngrößen für den weiteren Einsatz in Recyclingverfahren bereitzustellen. Dafür verbindet das Unternehmen in der neuen Anlage in Rot am See eine hochwertige Nassklassierung mittels Schwertwäsche etc. mit einer innovativen Farb- und Nahinfrarotsortierung. Diese ist mittels einer automatisierten vertikalen Sortierung der aufbereiteten Gesteinskörnungen nicht nur in der Lage, nach Korngrößen-Bandbreiten zu sortieren, sondern auch nach materialspezifischen Einzelfraktionen aufgrund ihrer Farbe und ihrer Beschaffenheit zu trennen (Beton, Ziegel etc.). So ist ein hochwertiges Recycling selbst schwieriger, gemischter Baurestmassen durch die Gewinnung gütegesicherter Gesteinskörnung z.B. für den Einsatz in RC-Beton möglich. Die Umweltentlastungen aus diesem Projekt bestehen aus Primärrohstoffeinsparungen durch die Gewinnung hochwertiger Recycling-Gesteinskörnungen Schonung der Abbaustätten für Kies, Sand, Splitt etc. Schonung von Deponievolumen Bei einem gesamthaften Einsatz von 100.000 Tonnen pro Jahr an mineralischen Reststoffen können bis zu 96.400 Tonnen pro Jahr als Sekundärrohstoffe zurückgewonnen und in diesem Umfang Primärrohstoffe eingespart werden. Zumindest für den Bauschuttbereich ist diese Rückgewinnungsrate sehr anspruchsvoll (ca. 30 bis 40 Prozent höher als bei einer konventionellen Trockenaufbereitungsanlage). Zudem werden sowohl Rohstoffabbauflächen als auch in ähnlicher Größenordnung Deponievolumina für diese Materialmengen eingespart. Insgesamt ergibt die Berechnung eine Flächenersparnis von rund 1.900 Quadratmeter pro Jahr. Da die Anlage in einem geschlossenen Wasserkreislauf geführt wird, fällt künftig auch kein Abwasser mehr an. Bei einem angenommenen CO 2 -Vorteil des R-Betons von 4,00 Kilogramm pro Tonne gegenüber dem Normalbeton (Quelle: www.beton-rc.ch ) könnten durch die Rückgewinnung von jährlich 90.000 Tonnen an RC-Gesteinskörnung rund 360 Tonnen an CO 2 eingespart werden. Das Projekt besitzt großen Modellcharakter, da es auf alle gängigen Bauschuttaufbereitungsanlagen, die derzeit noch nach dem alleinigen Prinzip der Trocken- oder konventionellen Nassaufbereitung arbeiten, übertragbar ist. Für diese Erweiterung kommen derzeit in Deutschland rund 2.640 Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 75,2 Mio. Tonnen Bauschutt in Frage.
Branche: Baugewerbe/Bau
Umweltbereich: Ressourcen
Fördernehmer: Schneider & Sohn GmbH & Co. KG
Bundesland: Baden-Württemberg
Laufzeit: seit 2024
Status: Laufend
Teil 1: Bodenverbesserung bei Pflanzflächen für Stauden und Gehölze: Nur in wenigen Fällen trifft der Garten- und Landschaftsbau auf Standorte, die eine Bepflanzung bzw. Nutzung ermöglichen, ohne dass eine Regeneration gestörter Böden eingeleitet bzw. unterstützt wird. Das breit gefächerte Aufgabenfeld des Garten- und Landschaftsbaus beinhaltet somit - gleichsam als Vorbedingung für die Gestaltung von Freiräumen aller Art - umfangreiche Maßnahmen zur Herstellung geeigneter Vegetationstragschichten, wobei vorwiegend organische Masse verwendet wird. Der sich hieraus ableitende, hohe Bedarf an organischer Substanz prädestiniert den GaLaBau für die Kompostanwendung, wodurch in diesem Bereich erhebliche Mengen pflanzlicher Abfallstoffe dem Naturkreislauf nutzbringend wieder zugeführt werden können. Untersucht wird der langfristige Einfluss einer Kompostgabe zur Bodenverbesserung bei der Pflanzung von Stauden und Gehölzen. Teil 2: Substratbestandteil für Lärmschutzwände, Pflanzcontainer und Rasengittersteine: Aufgrund geringer Kosten werden im Garten- und Landschaftsbau häufig lokal angebotene Oberbodengemische als Vegetationssubstrat favorisiert. Diese Gemische enthalten jedoch häufig Unkrautsamen oder austriebsfähige Pflanzenteile und unterliegen zudem einem deutlichen Volumenschwund, da in Folge der Verarbeitung des Bodens ein Fragmentgefüge geschaffen wird, das sich mittel- bis langfristig als wenig beständig erweist. Durch die auftretende Sackung werden die ursprünglich günstigen physikalischen Eigenschaften der Substrate (z.B. Wasserdurchlässigkeit, Luftkapazität) stark beeinträchtigt. Zudem erschwert die - je nach Herkunft- meist sehr unterschiedliche Beschaffenheit des Oberbodens die Standardisierung von Substratmischungen erheblich. Derartige Substrate sind somit wenig geeignet, um eine dauerhaft optimale Entwicklung der Begrünung sicherzustellen. Gegenstand der Untersuchungen ist der langfristige Einfluss zielgerichtet konzipierter Kompostsubstrate zur Begrünung von Lärmschutzwänden, Pflanzcontainern und Rasengittersteinen.