Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Trockene lignocellosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Aufgabe des Teilvorhabens 3 ist die experimentelle Entwicklung der Vergasung von Bagasse und Bagassestroh so, dass eine Asche als PK-Dünger oder als Grundstoff der PK-Düngerherstellung resultiert. Da das Potential der Stickstoffrückgewinnung besteht, ist dies ein zusätzliches Ziel. WP 1.1.1: Vergleich der Veraschung unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen. WP 1.1.2: Experimentelle Änderung von Prozessbedingungen der Vergasung, WP 1.1.3: Herstellung von Ammoniumsulfat, WP 1.1.4: Maximierung der Energieeffizienz, WP 1.1.5: Voraussage energetischer Effekte. WP 3.2.2: Spurenelemente der Aschen aus den WP 1 und 2.
Das Projekt "Teilprojekt F" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TECNARO Gesellschaft zur industriellen Anwendung nachwachsender Rohstoffe mbH durchgeführt. Trockene lignocellosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Die Nutzung der Aschen als (funktionaler) Füllstoff in (Bio-)polymer-Compoundss ist Schwerpunkt des Teilvorhabens 6 der TECNARO GmbH und von AP7. Das geplante Forschungs(teil)projekt beginnt mit der Bereitstellung und Analyse der Aschen aus entsprechenden Biomasseströmen (Zuckerrohrbagasse und Stroh). Die Rohstoffe werden zunächst physikalisch und chemisch charakterisiert. Danach werden (Bio-)Polymer-Compounds mit Aschen und extrahierten Aschen hergestellt und werkstofftechnisch analysiert. Als Referenz dienen bisher eingesetzte als auch auf Flug-Asche-Aufbereitung basierende (funktionale) Füllstoffe. Entsprechend der erzielbaren Eigenschaftspotenziale werden geeignete Anwendungen spezifiziert und in Form von Demonstratoren exemplarisch umgesetzt.
Das Projekt "Teilprojekt E" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg durchgeführt. Trockene lignocellulosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Der Schwerpunkt liegt neben der Erzeugung von Bagasseaschen und deren Vorbehandlung in der Entwicklung unterschiedlicher Düngemittelrezepturen. Hierbei sollen mit Hilfe speziell ausgewählter Additive und Binder verschiedene Aschepelletmischungen produziert werden. Eine abschließende Bewertung soll Informationen über geeigneten Düngemittelrezepturen bzgl. Dosierung von Additiv- und Bindermengen liefern und die optimale Einstellung der Herstellungsparameter in Bezug auf den Pelletiervorgang ermöglichen. Weiterhin wird das Verbrennungsverhalten verschiedener Bagasse-Brennstoff-Mischungen untersucht, sowie die für die nachfolgenden Arbeitspakete erforderlichen Aschen produziert.
Das Projekt "Teilprojekt D" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Forschungszentrum Jülich GmbH, Institut für Bio-und Geowissenschaften (IBG), IBG-2: Pflanzenwissenschaften durchgeführt. Trockene lignocellosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Die Nutzung von Aschen als Düngemittel in der Produktion von landwirtschaftlich bedeutenden Marktfrüchten wird ihn enger Kooperation mit den Brasilianischen Partnern erfolgen, und insbesondere hinsichtlich ihrer Nährstoffverfügbarkeit und Düngewirkung getestet. Anzucht von Zuckerrohr, sowie Mais und Soja als 'Transferpflanzen', da diese Pflanzen in Brasilien und Deutschland von landwirtschaftlicher Bedeutung sind; Bewertung der Aschen als organo-mineralische Düngemittel und Bodenkonditionierer, und Evaluierung ihrer Nährstoffverfügbarkeit und Düngewirkung auf das Pflanzenwachstum mittels Einsatz von Phänotypisierungstechnik zur Analyse des Spross- und Wurzelwachstums, sowie stoffliche Analysen der Pflanzenbiomassen und der verwendeten Böden hinsichtlich Nährstoffgehalt, -veränderung und -Verfügbarkeit unter Gewächshaus- und Freilandbedingungen.
Das Projekt "FACCE SURPLUS 3: Miscanthus für kontaminiertes und marginales Land" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie (340b) durchgeführt. Im MISCOMAR+ Projekt sollen die im MISCOMAR Projekt begonnenen Arbeiten weitergeführt und identifizierte Probleme beim Miscanthusanbau auf marginalen, kontaminierten und industriell-geschädigten Flächen angegangen werden. Die erschwerten Bedingungen auf solchen Flächen machen sich insbesondere bei der Etablierung von Miscanthus bemerkbar. Daher sollen im MISCOMAR+ Projekt Etablierungsmethoden geprüft werden, die diese entscheidende Phase optimieren und insbesondere das Verlustrisiko begrenzen können. Als Dauerkultur ist Miscanthus in der Regel bodenschonend und trägt zum Aufbau organischer Substanz (z.B. Humus) im Boden bei. Dies kann insbesondere auf geschädigten Böden eine großer Vorteil sein und zur Förderung der Bodenqualität und Fruchtbarkeit beitragen. Im Rahmen des MISCOMAR+ Projektes sollen daher die Langzeit Auswirkungen des Miscanthusanbaus auf die Bodenqualität und Fruchtbarkeit insbesondere auf marginalen, kontaminierten und geschädigten Böden untersucht und quantifiziert werden. Für die Verwertung von Biomasse von kontaminierten Böden scheiden in der Regel Verbrennung und Biogasproduktion aus rechtlichen Gründen aus, um eine ungewollte Verbreitung der Schadstoffe auf andere Flächen zu vermeiden (z.B. in der Flugasche oder über den Biogasgärrest). Daher sollen in MISCOMAR+ neue Verwertungsrichtungen für Miscanthusbiomasse im allgemeinen und für Biomasse von kontaminierten Flächen im speziellen untersucht werden. Vielversprechende Nutzungsrichtungen sind hierbei die thermochemische Vergasung der Biomasse bei Temperaturen die vermeiden, dass Schwermetalle mit der Flugasche ausgetragen werden und die Verwertung des erzeugten Gases entweder zur Energieerzeugung oder zur Biokraftstoffherstellung. Eine weitere vielversprechende Verwertungsoption ist der Einsatz von Miscanthusfasern in der Papierherstellung für Verpackungsmaterialien. Beide Verwertungsrichtungen sollen in MISCOMAR+ geprüft und hinsichtlich Nachhaltigkeitskriterien beurteilt werden.
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Vergasung von asche- und chlorhaltiger Biomasse am Beispiel Stroh (stROgas)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadtwerke Rosenheim GmbH & Co. KG durchgeführt. Um Stroh für die Nutzung in der thermochemischen Biomassevergasung zu erschließen, wollen das Deutsche Biomasseforschungszentrum (DBFZ) und die Stadtwerke Rosenheim (SWRO) eine geeignete Verfahrens- und Anlagentechnik für die Herstellung und energetische Nutzung von Strohpellets entwickeln. Die SWRO beschäftigen sich seit Ende 2006 intensiv mit der Technologie der Biomassevergasung und haben dabei ein gestuftes Verfahren mit ausgeprägter Pyrolyse und Wirbelbettreduktion entwickelt. Die Forschungsergebnisse und Erfahrungen aus dieser Arbeit bilden eine solide Basis für dieses neue Projekt. Das DBFZ befasst sich als einer seiner Schwerpunkte intensiv mit der Aufbereitung und Nutzung von halmgutartigen Biomassen in Konversionsanlagen. Diese Erfahrung bildet die Grundlage für die durchzuführende Additivauswahl und Parametrierung der Versuche. Die SWRO werden einen Pyrolyse/Wirbelbettvergaser mit einer Brennstoffwärmeleistung von 50 kW so optimieren, dass eine Vergasung von Strohpellets möglich wird. Zu lösen ist dabei der Zielkonflikt, dass hohe Gasqualitäten mit teerfreiem Gas hohe Vergasungstemperaturen erfordern, die Vermeidung der Verschlackung jedoch möglichst niedrige Temperaturen voraussetzt. Dies soll durch konstruktive, verfahrenstechnische Maßnahmen am Vergaser sowie durch Optimierung des Ascheschmelzpunktes durch Beimischung von Additiven erreicht werden. Wenn der Nachweis der Vergasungsfähigkeit von Stroh mit verschiedenen Ascheschmelzpunkten durch einen Dauerbetrieb von mindestens 200 Stunden erbracht ist, wird mit der Untersuchung der Korrosionsvorgänge begonnen. Theoretische Untersuchungen sollen klären, in welcher Form das Chlor unter den reduzierenden Bedingungen der Vergasung auftritt und welche Korrosionsmechanismen zu erwarten sind. Anhand dieser Erkenntnisse können dann geeignete Materialien, konstruktive Maßnahmen oder ggf. auch Additive zum Binden des Chlors ausgewählt werden. Nach theoretischen Untersuchungen zu den Korrosionsmechanismen sollen geeignete Materialien und Beschichtungen zur Optimierung der Materialstandzeiten ausgewählt werden. Langzeitversuche sollen die praktische Eignung der Lösungsansätze belegen. Des Weiteren wird der Einfluss der Additive auf die Zusammensetzung der Reststoffe aus Entsorgungsgesichtspunkten analysiert. Wenn sich abzeichnet, dass sowohl die Verschlackung als auch die Korrosionsthematik beherrschbar sind, wird die Übertragbarkeit der bisherigen Erkenntnisse auf größere Anlagen überprüft. Dazu stehen in Rosenheim Vergaser mit ca. 250 kW und ca. 750 kW Brennstoffwärmeleistung zur Verfügung. Die wirtschaftliche Verwertung wird bei positiven Ergebnissen aus dem Projekt durch Herstellung, Errichtung und Betrieb von Vergasungsanlagen für Strohpellets erfolgen. Der Vertrieb der Anlagen kann durch die SWRO, über Lizenzen oder auf dem Wege des Contracting erfolgen.
Das Projekt "FACCE SURPLUS 3: MISCOMAR+ - Miscanthus für kontaminiertes und marginales Land" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hohenheim, Institut für Kulturpflanzenwissenschaften, Fachgebiet Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie (340b) durchgeführt. Im MISCOMAR+ Projekt sollen die im MISCOMAR Projekt begonnenen Arbeiten weitergeführt und identifizierte Probleme beim Miscanthusanbau auf marginalen, kontaminierten und industriell-geschädigten Flächen angegangen werden. Die erschwerten Bedingungen auf solchen Flächen machen sich insbesondere bei der Etablierung von Miscanthus bemerkbar. Daher sollen im MISCOMAR+ Projekt Etablierungsmethoden geprüft werden, die diese entscheidende Phase optimieren und insbesondere das Verlustrisiko begrenzen können. Als Dauerkultur ist Miscanthus in der Regel bodenschonend und trägt zum Aufbau organischer Substanz (z.B. Humus) im Boden bei. Dies kann insbesondere auf geschädigten Böden eine großer Vorteil sein und zur Förderung der Bodenqualität und Fruchtbarkeit beitragen. Im Rahmen des MISCOMAR+ Projektes sollen daher die Langzeit Auswirkungen des Miscanthusanbaus auf die Bodenqualität und Fruchtbarkeit insbesondere auf marginalen, kontaminierten und geschädigten Böden untersucht und quantifiziert werden. Für die Verwertung von Biomasse von kontaminierten Böden scheiden in der Regel Verbrennung und Biogasproduktion aus rechtlichen Gründen aus, um eine ungewollte Verbreitung der Schadstoffe auf andere Flächen zu vermeiden (z.B. in der Flugasche oder über den Biogasgärrest). Daher sollen in MISCOMAR+ neue Verwertungsrichtungen für Miscanthusbiomasse im allgemeinen und für Biomasse von kontaminierten Flächen im speziellen untersucht werden. Vielversprechende Nutzungsrichtungen sind hierbei die thermochemische Vergasung der Biomasse bei Temperaturen die vermeiden, dass Schwermetalle mit der Flugasche ausgetragen werden und die Verwertung des erzeugten Gases entweder zur Energieerzeugung oder zur Biokraftstoffherstellung. Eine weitere vielversprechende Verwertungsoption ist der Einsatz von Miscanthusfasern in der Papierherstellung für Verpackungsmaterialien. Beide Verwertungsrichtungen sollen in MISCOMAR+ geprüft und hinsichtlich Nachhaltigkeitskriterien beurteilt werden.
Das Projekt "Technikumsanlage zur Herstellung von Bio-SNG zur Einspeisung in Gasnetze und Nutzung in Brennstoffzellensystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Die Herstellung von Bio-SNG (Synthetic natural gas) ist eine Möglichkeit, Rest- und Abfallbiomasse durch thermochemische Konversion einer energetischen Nutzung zugänglich zu machen. Diese Synthese bietet sich dabei aus mehreren Gründen an: - Kleinere Anlagen realisierbar (10 - 100 MW), angepasst an lokal anfallende Biomasse. - Hohe Effizienz besonders bei Trigeneration (Strom, Wärme, Kraftstoffe) und damit hohes CO2Einsparpotenzial. - Im Vergleich zur Btl-Technologie geringes technisches und wirtschaftliches Risiko, damit ist schnellerer Markteintritt möglich. - Großes Marktpotenzial für Methan (Transportsektor, stationäre Anwendung, stoffliche Nutzung). -Vorhandene Verteiler- und Nutzer-Infrastruktur (Erdgas-Netz). - Verbrennung von Methan etabliert. - Schritt in Richtung H2-Wirtschaft. Bio-SNG ist aufgrund der bereits für die Synthese erforderlichen Reinigungsschritte gut für die NetzEinspeisung und anschließende Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-Anlagen geeignet. Dadurch ist die Umwandlung des Energieträgers in elektrische Energie mit entsprechend hohemWirkungsgrad und damit CO2-Einsparpotenzial erreichbar. Aufgrund der unterschiedlichen Struktur von Erzeuger- und Nutzerseite kann durch Einspeisung in das bestehende Erdgasnetz und Verstromung in dezentralen Brennstoffzellen-KWK-Systemen eine räumliche und zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Nutzung erreicht werden. Die zurzeit entwickelten Brennstoffzellen-Systeme für den Bereich KWK werden in der Regel für Methan/Erdgas als Brennstoff konzipiert, um eine direkte Ankopplung an das Erdgasnetz zu ermöglichen. Dies gilt sowohl für Systeme zur Hausenergieversorgung (Leistungsbereich ca. 1 bis 10 kWel) als auch für stationäre KWK-Anlagen (Leistungsbereich ca. 0,1 bis 1 MWel). CUTEC kann bereits auf wesentliche Verfahrensschritte dieser Prozesskette zurückgreifen. So ist ein Technikums-Wirbelschichtvergaser vorhanden, die notwendige Gasreinigung wird zurzeit entwickelt. Zur Darstellung der gesamten Prozesskette (Biomassevergasung bis Stromerzeugung mit Brennstoffzelle) fehlt allerdings die Anlagentechnik zur SNG-Synthese. Zwar sind Synthesereaktoren und -anlagen im Technikumsmaßstab verfügbar, aufgrund der speziellen Randbedingungen der SNG-Synthese (Druck- und Temperaturbereich, hohe Exothermie) muss die vorhandene Ausstattung jedoch deutlich erweitert und angepasst werden. Hier ist insbesondere das Reaktorkonzept auf einen mehrstufigenadiabaten Hordenreaktor mit Zwischenkühlung umzustellen und entsprechende Mess-, Steuer- und Regelungstechnik zu implementieren. Ein weiterer Aspekt ist die Implementierung eines angepassten Kühlkonzeptes. welche für die SNG-Synthese neu zu entwickeln ist.
Das Projekt "Ash-to-Gas - Mikrobielle Biomethan-Erzeugung mit Wasserstoff aus der thermischen Vergasung von Biomasse mit Nährstoffen aus Vergasungsrückständen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MicroPyros GmbH durchgeführt. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Machbarkeit eines innovativen Prozesses zur Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse oder anderweitiger Biomasse wie z.B. Gärresten aus Biogasanlagen. Ein neuer Ansatz zur Erzeugung biologischen Methans ist die Kopplung der mikrobiologischen Methanisierung mit einer thermischen Vergasung bzw. einem thermochemischen Konversionsverfahren. Dabei soll das Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung bzw. Reforming mit Mikroorganismen in Methan umgesetzt werden. Zu klären ist hierfür, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen. Das Projekt wird mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung schließen, um aufbauend auf die Projektergebnisse die Realisierung einer ersten Demonstrationsanlage anzustreben. Um die technische Machbarkeit dieses Konzeptes nachzuweisen, soll insbesondere geklärt werden 1. inwieweit im Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid und höhere Kohlenwasserstoffe (Teere) durch die eingesetzten Archaeen/Bakterien umgesetzt werden, 2. Wie effizient die in Asche- und feinsten Kokspartikeln enthaltenen Nährstoffe für Mikroorganismen verfügbar gemacht werden können und 3. Für welche Einsatzbereiche und Anlagenkonzepte erste Pilotprojekte wirtschaftlich umgesetzt werden können. Dazu konzipiert und konstruiert die Fa. MicroPyros GmbH einen mobilen Methanisierungs-Fermenter für den Einsatz im Labormaßstab an einer vorhandenen Kleinvergaseranlage am EVT. Darüber hinaus stellt MicroPyros einen Micropyros-Booster für einen Langzeittest an der 80 kW Thermo-katalytischen Reforming-Einheit (TCR®) bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg zur Verfügung.
Das Projekt "Ash-to-Gas - Mikrobielle Biomethan-Erzeugung mit Wasserstoff aus der thermischen Vergasung von Biomasse mit Nährstoffen aus Vergasungsrückständen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Machbarkeit eines innovativen Prozesses zur Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse oder anderweitiger Biomasse wie z.B. Gärresten aus Biogasanlagen. Ein neuer Ansatz zur Erzeugung biologischen Methans ist die Kopplung der mikrobiologischen Methanisierung mit einer thermischen Vergasung bzw. einem thermochemischen Konversionsverfahren. Dabei soll das Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung bzw. Reforming mit Mikroorganismen in Methan umgesetzt werden. Zu klären ist hierfür, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen. Das Projekt wird mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung schließen, um aufbauend auf die Projektergebnisse die Realisierung einer ersten Demonstrationsanlage anzustreben. Um die technische Machbarkeit dieses Konzeptes nachzuweisen, soll insbesondere geklärt werden 1. inwieweit im Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid und höhere Kohlenwasserstoffe (Teere) durch die eingesetzten Archaeen/Bakterien umgesetzt werden, 2. Wie effizient die in Asche- und feinsten Kokspartikeln enthaltenen Nährstoffe für Mikroorganismen verfügbar gemacht werden können und 3. Für welche Einsatzbereiche und Anlagenkonzepte erste Pilotprojekte wirtschaftlich umgesetzt werden können. Dazu konzipiert und konstruiert die Fa. MicroPyros GmbH einen mobilen Methanisierungs-Fermenter für den Einsatz im Labormaßstab an einer vorhandenen Kleinvergaseranlage am EVT. Darüber hinaus stellt MicroPyros einen Micropyros-Booster für einen Langzeittest an der 80 kW Thermo-katalytischen Reforming-Einheit (TCR®) bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg zur Verfügung.
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| Bund | 32 |
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| Förderprogramm | 32 |
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