Das Projekt "Verbesserung der Qualitaet von Biogas mit dem Ziel der Erhoehung seines Heizwertes auf Heizgasstandard" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Landeshauptstadt Stuttgart, Tiefbauamt durchgeführt. Objective: To construct a plant for the purification of biogas produced in a sewage treatment plant and to upgrade its calorific value. A projected 10 000 m3 of biogas will be processed daily. General Information: The biogas, which contains a high percentage of CO2, has a calorific value of 7.45 Kwh/m3. In addition, for final use H2S should be eliminated from the biogas. In order to reach the prescribed calorific value of 11.2 Kwh/m3 it may be necessary to add some hydrocarbons such as propane. The CO2 and H2S are removed in a regenerative alcanolamin process (MEA) for which the required steam of the MEA-lye is obtained from the sludge incineration plant. The condensate is conveyed back to the boiler on the sludge incineration plant. For purification the sewage gas has to go through the following process: - removal of CO2 and H2S by means of regenerative alcanolamine scrubbing; - drying, compression and absorption on activated aluminium oxide; - analysis of the CO2 content and dew point of the purified gas; - odorization with a pungent substance added by metering pump; - conditioning of the purified gas with LPG, to comply with the prescribed calorific value for fuel gas. Achievements: Experimental operation of the plant carried out from 5/9 to 11/9/1985 with the agreement of the Public Works Department and the City Gas Company was successfully completed. During this period approx. 40000 m3 purified sewage gas of natural gas quality were fed into the city's mains gas supply. The plant was thus deemed to be accepted and was transferred to the authority of the Public Works Department on 12/9/1985. Output Data of the plant were the following: Crude gas approx. 606 Nm3/h CO2 approx. 36 - 38 per cent vol. H2S approx. 270 - 320 mg/Nm3 N2 + 02 approx. 0.6 - 1.8 per cent vol. t approx. 20 deg. C. Purified gas max. 369 Nm3/h min. 128 Nm3/h. From commissioning in September 1985 until the end of 1988 3.8 million m3 of purified gas have been produced. This is equivalent to 3.7 million litres or 3.2 million kg of heating oil. The guaranteed performance of the plant is exceeded and the consumption of operating materials falls below the stated values. Despite increased output the guaranteed composition of purified gas is below the required levels. Operating costs of the main sewage plant are slightly reduced by sewage gas processing.
Das Projekt "Teilprojekt 1: H2-BHKW - Systemevaluierung und Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Das Teilvorhaben der inhouse engineering beschäftigt sich in der Phase 2 mit der Analyse und Optimierung des H2-BHKW-Betriebs im Systemverbund mit einem Niedertemperaturheizsystem. Weiterhin wird der Betrieb am Wasserstoffversorgungsnetz des Projektes H2-Netz evaluiert. Gegenstand der Evaluierung sind die Betriebsroutinen im Systemverbund und im H2-BHKW sowie die Einflüsse der Realumgebung wie z.B. die Odorierung des H2. Im Zuge der damit verbundenen Optimierung sollen im Teilvorhaben der inhouse die sehr guten Ergebnisse aus dem Laborbetrieb der Prototpyenanlage für die elektr. Effizienz eta-elektr. größer als 48 % und die Degradationswerte aus der Shortstacktestung (Degradation kleiner als 1 Mikro V/h) möglichst auf im Realbetrieb erreicht werden. Die Nutzung von DC Energie wird hauptsächlich für den Betrieb einer Wärmepumpe konzipiert. Die systemische Abstimmung aller drei Wärmeerzeuger (Brennstoffzellenstack, Spitzenlastkessel und Wärmepumpe) mit einem Wärmespeicher und dem Wärmebedarf eines tatsächlichen und eines simulierten Gebäudes (durch Simulation einer zusätzlichen Wärmelast) bildet einen weiteren Hauptbestandteil der Untersuchungen. Nicht zuletzt sollen alle entwickelten Einzelkomponenten an sich aber auch als System in einem zweijährigen Dauertest auf ihre Langzeitstabilität hin untersucht werden. Ein besonderer Aspekt besteht dabei darin, dass durch die leitungsgebundene Wasserstoffversorgung zusätzlich die Fragen Betriebsführung, Versorgungssicherheit, technischen Sicherheit und funktionale Sicherheit (systeminterne Entschwefelung) und deren Auswirkung auf das BHKW im geplanten Vorhaben validiert werden können.
Das Projekt "WIR! - Zwanzig20 - HYPOS: Optimierung einer dezentralen Energieversorgung mit H2-PEM Brennstoffzellen im Energiepavillon" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt 1: PEM-Stack- und Systementwicklung & Evaluierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie bereitgestellt auf Basis von 100% grünem Wasserstoff. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level, - eine auf die Anwendung abgestimmte innovative Speicherlösung für thermische und elektrische Energie, - und ein abgestimmtes strahlungsbasiertes Klimatisierungssystem mit Wärmepumpe Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: - AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff - AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt - AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul - AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff - AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung - AP 6: Validierung der häuslichen Energieerzeugung auf H2-Basis inhouse ist an allen 6 Arbeitspaketen beteiligt.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung eines H2-Wärmemoduls und Untersuchungen zur Deodorierung von H2 für PEM-Brennstoffzellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Vorhabens ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie, die auf Basis von 100% grünem Wasserstoff bereitgestellt werden. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level. Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: -AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff -AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt -AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul -AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff -AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung -AP 6: Funktionstest der Komponenten/Validierung des Gesamtmodells DBI ist an der Bearbeitung der Arbeitspakete 1 - 4 sowie 6 beteiligt.
Das Projekt "Teilprojekt 2: Entwicklung einer hydrierenden Entschwefelung und Brenneroptimierung für H2 im Niederdruckbereich" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck. Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Teilprojekt 4: Infrastruktur zur parallelen AC- und DC-Anbindung des Brennstoffzellenstacks" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ENASYS GmbH durchgeführt. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie bereitgestellt auf Basis von 100% grünem Wasserstoff. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level, - eine auf die Anwendung abgestimmte innovative Speicherlösung für thermische und elektrische Energie, - und ein abgestimmtes strahlungsbasiertes Klimatisierungssystem mit Wärmepumpe Das Vorhaben kooperiert mit dem Projekt 'H2-Netz', um spezifische Schnittstellenprobleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden übergreifend zu lösen. Dazu zählen vor allem Fragen zum H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: - AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff - AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt - AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul - AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff - AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung - AP 6: Validierung der häuslichen Energieerzeugung auf H2-Basis.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Prozessoptimierung des Wasserstoffkreises zur Niederdruckanbindung und Integration einer hydrierenden Entschwefelung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von inhouse engineering GmbH durchgeführt. Im geplanten Vorhaben liegt der Schwerpunkt in der Entwicklung von Optimierungslösungen für Schnittstelle von H2home und H2Netz. In Kooperation mit dem Projekt H2-Netz wird das H2-BHKW auf dem Versuchsgelände erprobt. Dabei werden spezifische Probleme der Wasserstoffnutzung in Gebäuden projektübergreifend gelöst, weshalb das beantragte Vorhaben essentiell für die HYPOS Gesamtstrategie ist. Die wichtigste Schnittstelle in diesem Zusammenhang ist der H2-Gasanschluss (Druckniveau, Qualität, Sicherheit, Odorierung). Für die beiden folgenden Schwerpunkte sollen Lösungen entwickelt werden: 1. Betrieb des H2-BHKW mit abgesenktem H2-Anschlussdruck Zusammen mit H2-Netz wurde in den Projekten H2home und H2home II eine Definition für einen H2-Hausanschluss entwickelt und erprobt. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen stellt sich der Betrieb mit einem Anschlussdruck von 350 mbar als ungünstig heraus, da man sich hiermit auf dem Niveau von Mitteldrucknetzen bewegt. Auch aus Akzeptanzgründen (Endkunden) ist die Absenkung des Anschlussdrucks auf ein bekanntes Druckniveau von 20 bis 50 mbar, analog dem Erdgasnetz anzustreben. 2. Integration einer hydrierenden Entschwefelung (HDS) in das H2-BHKW Die Odorierung ist ein bedeutsamer Aspekt im Sicherheitskonzept einer H2-Infrastruktur, da sie eine erprobte, sehr bekannte und voll akzeptierte Methode zur Leckageerkennung darstellt. Es zeichnet sich ab, dass man weiter auf schwefelhaltige Odormittel setzen wird, da der Geruch dieser Stoffe von der Bevölkerung als eindeutige Warnung bei einer Gasleckage aufgefasst wird. Dies bedeutet für das H2-BHKW, dass eine Entschwefelung im System erfolgen muss, da Schwefel ein Katalysatorgift ist und den PEM-Stack in kürzester Zeit auch bei geringsten Konzentrationen (1 ppm) irreversibel schädigt. Schwerpunkt liegt daher auf der Entwicklung einer Lösung zu Integration einer HDS in das H2-BHKW, da diese Lösung deutlich längere Wartungsintervalle ermöglicht.
Das Projekt "Treibstoffgewinnung aus organischen Reststoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BioKraft Schleswig GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projekts ist die großtechnische Demonstration der Aufreinigung von Biogas auf dem Erdgas vergleichbare Qualitäten und die anschließende Nutzung des aufbereiteten Biogases als Kraftstoff für den Straßenverkehr, insbesondere dem öffentlichen Personennahverkehr, sowie die Einspeisung des aufbereiteten Biogases in ein bestehendes Erdgasnetz. Dazu wird eine Biogasanlage mit einer Kapazität von 120.000 t/a errichtet. Das in dieser Biogasanlage produzierte Rohgas wird in verschiedenen Aufbereitungsschritten gereinigt. Die Gesamtanlage besteht aus der Biogasanlage mit Mischbehälter, Hygeniersierungsstufe und Fermenter, sowie einer nachgeschalteten biologischen Entschwefelung und einer Gastrocknung. Das vorgereinigte Biogas kann dann über zwei Stränge verwendet werden: -Nutzung in zwei Gasmotoren (klassische KWK-Route), -Gasreinigung auf Erdgasqualität (innovative Route). Zur weiteren Gasreinigung ist eine Druckwechseladsorption (Pressure swing adsorption (PSA) der Firma CarboTech Anlagenbau GmbH, Essen, vorgesehen. Um zu einem (quasi)kontinuierlichen Betriebsverhalten zu gelangen, wird die PSA mehrsträngig ausgeführt. Das so aufbereitete Biogas kann die entsprechend standardisierten Erdgasqualitäten erreichen. Das aufbereitete Biogas soll dann entweder (nach einer entsprechenden Odorierung) in das Netz des lokalen Gaslieferanten eingespeist oder in einer ebenfalls vorgesehenen Gas-Tankstelle im Verkehrssektor genutzt werden.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Erstellung und Validierung eines Gesamtenergiemodells sowie messtechnische Untersuchung des H2-BHKW-Funktionsmusters" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik, Lehrstuhl Gas- und Wärmetechnische Anlagen durchgeführt. Das Hauptziel ist die Entwicklung eines integrativen Systems zur hocheffizienten Nutzung von elektrischer Energie, Wärme- und Kälteenergie bereitgestellt auf Basis von 100% grünem Wasserstoff. Dieses System ist charakterisiert durch: - ein H2-BHKW auf Basis von Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (NT-PEM-BZ), - ein H2-basiertes Wärmeerzeugermodul inkl. Brennwertnutzung, - eine leistungselektronische Verbundlösung zur parallelen Nutzung der elektrischen Energie auf AC und DC Level. Im Fokus steht ein modulares Systemdesign für die Stromversorgung und Klimatisierung von Mehrfamilienhäusern und Gewerbeeinrichtungen mit einem durchschnittlichen Grundbedarf von 5 kW elektrischer Leistung. Das System wird modulierbar ausgeführt sein, um den Bedarf des Verbrauchers an thermischer und elektrischer Energie zu decken. Das Konzept beinhaltet neben der parallelen Nutzung von AC und DC Energie eine Klimatisierung des Objektes. Beim TUBAF-Teilvorhaben liegt der Fokus auf der Entwicklung und Validierung eines Gesamtenergiemodells. Das Projekt besteht aus den folgenden 6 Arbeitspaketen, die mit 6 Meilensteinen unterlegt sind: - AP 1: Konzipierung einer innovativen Hausenergieversorgung mit Wasserstoff - AP 2: Entwicklung des Gesamtenergiemodells für das H2-PEM-Brennstoffzellen-BHKW und optimierter Betriebsstrategien im Anwendungsgebiet/-objekt - AP 3: H2-PEMFC-Stack und Stackmodul - AP 4: Erzeugung von Raumwärme und Warmwasser aus Wasserstoff - AP 5: Leistungselektronik zur parallelen AC/DC Nutzung - AP 6: Funktionstest der Komponenten und Validierung des Gesamtenergiemodells TUBAF ist an allen 6 Arbeitspaketen beteiligt.
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