Das Projekt "KeVergAv - Brennstoffspezifische Kennzahlen zum Vergasungs- und Ascheverhalten unterschiedlich aufbereiteter Holz- und Strohbrennstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Um im zukünftigen, von fluktuierenden Energiequellen geprägten Energiesystem die notwendige Netzstabilität und Versorgungssicherheit zu gewährleisten, werden Biomassevergasungsanlagen im kleinen bis mittleren Leistungsbereich (30-500 kWel) eine entscheidende Rolle für die flexible und bedarfsgerechte Strom- und Wärmebereitstellung spielen. Neben Holz werden zunehmend biogene Reststoffe wie z.B. Stroh als Brennstoff eingesetzt werden. Kennzahlen zum Vergasungsprozess, die es ermögliche das Vergasungs- und Aschebildungsverhalten vergleichbar zu beschreiben, sind in diesem Zusammenhang ein wichtiges Werkzeug, um umfangreiche Optimierungen an kleintechnischen Biomassevergasungsanlagen im Bereich der Brennstoffflexibilisierung bzw. Nutzung von Rest- und Abfallstoffen zu realisieren und deren Wirtschaftlichkeit zu verbessern. Die Entwicklung bzw. Ableitung solcher Kennzahlen ist Thema des Vorhabens. Dabei soll der Einfluss des Aufbereitungszustandes von Holz und Stroh durch die Verwendung von rohem, gewaschenem, torrefiziertem und additiviertem Brennstoffen untersucht werden. Um vergleichbare Kennzahlen zum Vergasungs- und Ascheverhalten aufstellen zu können, sollen die Homogenisierungsansätze aus dem Projekt stROhgas verwendet werden. Die Brennstoffe werden im Festbett-Laborvergaser des DBFZ eingesetzt. Dabei kommt sowohl bei der Versuchsplanung als auch der -auswertung das Programm 'Design of Experiments' zum Einsatz, um statistisch belastbare Versuchsergebnisse zu erzielen. Die Untersuchungen zu wichtigen Aschetransformationsprozessen und zum Ascheverhalten erfolgt theoretisch mittels thermodynamischer Gleichgewichtsberechnung unter Einsatz der Software FACTSAGE und durch experimentelle Laboruntersuchungen in einem inertisierbaren Muffelofen.
Das Projekt "Teil Fraunhofer IGB" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Das Ziel des Fraunhofer IGB innerhalb des VALORKON-Projektes ist es, einen Trennprozess für die volatilen Wertstoffe aus der Trocknung und Torrefizierung von Biomasse zu entwickeln und damit eine vollständige, neue Bioraffinerie zu realisieren. Diese soll, in Zusammenarbeit mit den Projektpartnern, technisch, wirtschaftlich und ökologisch validiert werden. Dabei kann Fraunhofer IGB auf teilweise vorhandene Laboranlagen und bestehende Expertise in physikalisch-chemischen Trenntechniken zurückgreifen, jedoch müssen diese Verfahren signifikant weiterentwickelt und auf den Anwendungsfall neu ausgelegt werden, insbesondere um die geforderte Reinheit der rückgewonnenen Koppel- und Nebenprodukte zu erreichen. Fraunhofer IGB stärkt durch das VALORKON-Projekt und die damit realisierte neue Bioraffinerie-Prozesskette seine führende Rolle auf dem Gebiet der Bioökonomie.
Das Projekt "Teilprojekt C" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Reutlingen, ESB Business School durchgeführt. Das VALORKON-Projekt realisiert eine neue Bioraffinerie-Prozesskette, mit der bei der Trocknung und Torrefizierung von Biomasse freigesetzte volatile Koppel- und Nebenprodukte als Plattformchemikalien gewonnen werden können. Ziele der Hochschule Reutlingen im Rahmen des Verbundprojektes sind die Abbildung und Bewertung der im VALORKON-Projekt realisierten technischen Prozesse und deren Wertschöpfungsketten anhand von Produktlebenszyklen (LCA-Sachbilanz) und Umwelteinflüssen (LCIA-Wirkungsabschätzung) sowie die ökonomischen Bewertung im Vergleich zu konventionellen Raffinerien. Durch diese Arbeiten wird sichergestellt, dass wirtschaftliche und ökologische Aspekte bereits während der technischen Weiterentwicklung der VALORKON-Prozesskette gezielt berücksichtigt werden.
Das Projekt "Teilprojekt B" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heckmann Metall und Maschinenbau GmbH durchgeführt. Das VALORKON-Projekt realisiert eine neue Bioraffinerie-Prozesskette, mit der bei der Trocknung und Torrefizierung von Biomasse freigesetzte volatile Koppel- und Nebenprodukte als Plattformchemikalien gewonnen werden können. Ziel der Heckmann Metall- und Maschinenbau GmbH im Rahmen des Verbundprojektes ist die durchgehende Bereitstellung einer entsprechenden Anlage.
Das Projekt "Teilvorhaben: Analyse und Bewertung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Projektziel ist die kommerzielle Einsatzfähigkeit innovativer Biobrennstoffe in Feuerungsanlagen nach 1., 13. und 4. BImSchV / TA Luft in Deutschland voranzubringen und Lösungskonzepte zum Abbau rechtlicher Hemmnisse unter Berücksichtigung der Genehmigungsfähigkeit herauszuarbeiten. Dazu soll die genehmigungsrechtliche Zulassung des Einsatzes technisch modifizierter Biomasse (MoBiFuels), die mit Hilfe von drei innovativen Verfahren -Waschprozess, Torrefizierung bzw. hydrothermale Karbonisierung- vorbehandelt wurden, an Bestands- und Neuanlagen unterschiedlicher Leistungsklassen geprüft und im Einzelfall getestet werden. Parallel erfolgt, wie für die Zulassung einer kleinen Biomasseanlage (kleiner als 100 kW) zum Einsatz eines MoBiFuels (nach 1. BImSchV, Nr. 13/ §3, Absatz 1) erforderlich, die Beantragung eines einjährigen Messprogrammes. Aus den Erfahrungen mit den Genehmigungsbehörden sowie der systematischen Analyse des Rechts- und Wissensstandes erfolgt die Abschätzung des Markt- und Normierungspotenzials von modifizierten biogenen Festbrennstoffen aus holz- und landwirtschaftlichen Reststoffe bzw. kommunale Abfälle ohne chemische Verunreinigung mit wässriger oder thermischer Vorbehandlung. Folgende Teilziele werden angestrebt: 1.) Wissenschaftl. Begleitung des Genehmigungsprozesses für den Einsatz eines MoBiFuels einer Bestandsanlage mit Zulassung nach 4. BImSchV / TA Luft 2.) Parallele wissenschaftl. Aufbereitung von Bestandswissen aus Pilot-/ Demoversuchen zum Einsatz von unterschiedl. MoBiFuels in einer Bewertungsmatrix 3.) Auf Basis der akt. Anforderungen des LAI als Voraussetzung zur Zulassung einer 1. BImSchV-Anlage mit einem Brennstoff, wird die Genehmigung eines 1-jährigen Messprogrammes angestrebt 4.) Ableitung von Aussagen zur Genehmigungsfähigkeit von Anlagen nach 13. BImSchV 5.) Erstellung eines Praxisleitfadens Handlungsempfehlungen zur Genehmigungsfähigkeit und dem Standardisierungsbedarf von MoBiFuels in kleinen, mittleren und großen BImSchV-Anlagen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bioenergietechnik, Genehmigungsfähigkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von A.P. Bioenergietechnik GmbH durchgeführt. In dem Vorhaben soll die genehmigungsrechtliche Zulassung des Einsatzes technisch modifizierter Biomasse aus land- + forstwirtschaftlichen Reststoffen (MoBiFuels), die mit Hilfe von drei innovativen Verfahren (Waschprozess, Torrefizierung, hydrothermale Karbonisierung) vorbehandelt wurden, an Bestands- und Neuanlagen unterschiedlicher Leistungsklassen geprüft und im Einzelfall getestet werden. Parallel dazu erfolgt, wie für die Zulassung einer kleinen Biomasseanlage (kleiner als 100 kW) zum Einsatz eines MoBiFuels erforderlich, die Beantragung eines einjährigen Messprogrammes. Aus den Erfahrungen mit den Genehmigungsbehörden sowie der systematischen Analyse des aktuellen Rechts- und Wissensstandes erfolgt die Abschätzung des Markt- + Normierungspotenzials von modifizierten biogenen Festbrennstoffen ohne chemische Verunreinigung mit wässriger o. thermischer Vorbehandlung.
Das Projekt "Bioökonomie International 2015: AgToGasEl - Nutzung landwirtschaftlicher Nebenprodukte via Torrefizierung und Vergasung zur Bereitstellung elektrischer Energie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT durchgeführt. Die in der landwirtschaftlichen Produktion anfallenden Nebenprodukte Stroh, Kaff und Geflügelkot sollen so verarbeitet werden, dass eine anschließende Vergasung im Festbettreaktor und Verstromung in einem Gasmotor ermöglicht wird. Hierzu werden zunächst die verfügbaren Potenziale ermittelt und die Rohstoffe eingehend analysiert. Anschließend werden diese Stoffe in geeigneten Mischungsverhältnissen pelletiert und torrefiziert. Die Mischungsverhältnisse, Pelletierungsbedingungen, Additive zur Ascheschmelzpunkterhöhung und als Binder, sowie die Torrefizierungsbedingungen werden hierzu im vorliegenden Forschungsvorhaben experimentell bestimmt. Die Überprüfung der Brennstoffqualität erfolgt hinsichtlich thermochemischer und mechanischer Eigenschaften. Nach erfolgreicher Nutzbarmachung für einen Festbettvergaser wird ein integriertes Gesamtkonzept entworfen, dass die Nutzung der Motorabwärme zur Torrefizierung berücksichtigt. Der Arbeitsplan für Fraunhofer UMSICHT umfasst die fünf Arbeitspakete AP1 Projektmanagement, AP2 Analyse der landwirtschaftlichen Reststoffe, AP3 Additivtests zur Verbesserung der Inputströme, AP4 Analyse des Einflusses der Torrefizierung auf die Pellets und AP6 Entwicklung eines integrierten Anlagenkonzepts. Nachfolgend eine Erläuterung der AP: AP2: Es werden umfassende Analysen und Potenzialerhebungen der landwirtschaftlichen Reststoffe durchgeführt, die im späteren Projektverlauf genutzt werden sollen. AP3: Der später zum Einsatz kommende Festbett-Vergaser benötigt Pellets mit hoher mechanischer Stabilität und hohem Ascheschmelzpunkt. Um beides zu erhöhen, werden die Pellets bei der Herstellung additiviert. Geeignete Additive müssen experimentell bestimmt werden. AP4: Es werden die optimalen Torrefizierungsparameter (Temperatur, Verweilzeit) bestimmt, um im späteren Vergasungsprozess eine hohe Gasqualität zu erreichen. AP6: Auf Grundlage der experimentellen Daten wird ein integriertes Anlagenkonzept entwickelt.
Das Projekt "FACCE SURPLUS 1: SustainFARM - Innovative und nachhaltige Intensivierung von integrierten Systemen aus Nahrungsmittel- und Nichtnahrungsmittelproduktion zur Entwicklung von klimaresistenten Agrarökosystemen in Europa und darüber hinaus, Teilprojekt Philipps-Universität Marburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Geographie, Fachgebiet Regionalforschung und -politik durchgeführt. SustainFARM wird die ökonomische und ökologische Leistung von diversen landwirtschaftlichen Produktionssystemen untersuchen, dies sind integrierte Systeme aus Nahrungsmittel- und Nichtnahrungsmittelproduktion (ISNN) in verschiedenen agroklimatischen Zonen Europas. AG Regionalforschung wird das WP4 leiten, mit Schwerpunkt auf Wertschöpfungsketten- und Lebenszyklusanalyse der ISNN aller Standorte. Dazu wird (1) Vielfalt verschiedener Prozesse, Produkte und Akteure der Wertschöpfungsketten bemessen (2) Wertschöpfungsprozesse auf Farmebene analysiert, (3) sozio-ökonomische und institutionelle Kontext der Projektstandorte untersucht (4) aufgezeigt, welche Auswirkungen die Integration ungenutzter Biomasse Komponenten für die gesamte Wertschöpfungskette hat. Zusätzlich wird die Transformation v. Nebenprodukten zu sekundären Energieträgern untersucht. Dies umfasst (1) Bewertung der Marktchancen neuer Produkte (2) Aufzeichnen d. Wertschöpfungsketten neuer Ernte- und Prozesstechniken. Für die Projektarbeit werden zwei wissenschaftliche Mitarbeiter zu jeweils 50% Arbeitszeit einer E13-Stelle beschäftigt. Zu den Kernaufgaben gehören die Wertschöpfungskettenanalysen der ISNN auf Farmebene aller Projektstandorte mit entsprechendem Abschlussbericht nach 24 Monaten. Weiterhin Lebenszyklusanalysen der Produkte in integrierten Systemen, einschließlich umfangreicher Datenerhebung ab Projektmonat 12, mit Abschlussbericht bei Projektende, sowie der Tests und Vergleiche versch. Ernte- und Prozesstechniken von Monat 1-30, um die Qualität der Holzpellets aus Hecken, silvoarablen und silvopastoralen Systemen zu verbessern. Die Analyse der Valorisierung von Olivenmaische aus der Olivenölproduktion und von Holzschnitzeln durch Torrefizierung, mit korrespondierender Marktchancenanalyse ist geplant von Monat 7 bis Projektende. Zusätzlich werden innerhalb der Projektlaufzeit Hilfskrafttätigkeiten für insg. 24 Monate bedarfsgerecht eingesetzt (siehe Erläuterungen Beschäftigungsentgelte F0822).
Das Projekt "FlexiTorr - Flexibilisierung der Energiebereitstellung in Bioenergiekleinanlagen durch den Einsatz torrefizierter Brennstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Die Torrefizierung von Biomasse wird derzeit von Seiten der Großkraftwerksbetreiber, mit dem Ziel den Einsatz von Kohle zu verringern, sehr stark vorangetrieben. Diese Anwendung erscheint im Zuge des Umbaus der Stromversorgung jedoch nur als zeitlich eng begrenzte Brückentechnologie. Ziel dieses Vorhabens ist es daher, bereits heute alternative Anwendungen für torrefizierte Biomassepellets in dezentralen Anlagen innerhalb eines erneuerbaren Energiesystems zu identifizieren. Daneben werden auch die Erhöhung des Beitrages und die Flexibilität von Bioenergiekleinanlagen zur bedarfsgerechten Strom- und/oder Wärmebereitstellung sowie das ökologische und ökonomische Potenzial dieser innovativen Biomassepfade untersucht. Technische, ökologische und ökonomische Optimierung etablierter Konversionstechniken im Kleinanlagensektor durch den Einsatz von torrefizierten Brennstoffen. Nachweis der Übertragbarkeit von Untersuchungsergebnissen von einer Laboranlage auf eine Pilotanlage bis hin zum kommerziellen Anlagenbetrieb und dessen Beitrag zur bedarfsgerechten Energiebereitstellung. Entwicklung einer Road Map zur Markteinführung von torrefizierten Brennstoffen in Deutschland, einschließlich der dafür notwendigen administrativen Rahmenbedingungen sowie der ökonomischen und ökologischen Auswirkungen.
Das Projekt "FlexiTorr - Flexibilisierung der Energiebereitstellung in Bioenergiekleinanlagen durch den Einsatz torrefizierter Brennstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Burkhardt GmbH durchgeführt. Thema: Das Vorhaben beschäftigt sich mit der Eignung torrefizierter Brennstoffe für den Einsatz in Bioenergiekleinanlagen. Dies beinhaltet konkret die Energiebereitstellung durch Kleinvergasungs- und Kleinfeuerungsanlagen. Hintergrund ist es, die äußerst vielversprechend erscheinende Technologie der Torrefizierung auch für dezentrale Kleinanwender nutzbar zu machen. Ziel: Ziel ist die Identifizierung der Eignung torrefizierter Biomassepellets für die Bioenergiebereitstellung in Kleinvergasungs- und Kleinfeuerungsanlagen. So werden mögliche Auswirkungen auf die Erhöhung des Beitrages und die Flexibilität von Bioenergiekleinanlagen zur bedarfsgerechten dezentralen Strom- und/oder Wärmebereitstellung untersucht sowie das ökologische und ökonomische Potenzial dieser Konversionspfade ermittelt. Die Erschließung des Marktpotenzials fließt abschließend in die Erstellung eines Road-Map-Reports ein. Maßnahmen: - Es werden Versuche mit dem Einsatz torrefizierter Biomasse in einer 90kWth-Burkhardt-Pilotanlage durchgeführt. Bei den Prozessparametern werden vorrangig die Vergasungstemperatur und die Zusammensetzung des generierten Brenngases sowie die Mengen an zugeführter torrefizierter Biomasse, an Reststoffen und an Brenngas bestimmt. Weiterhin werden Analysen zur Zusammensetzung der Vergasungsreststoffe betrachtet, um eine Energie- und Stoffbilanzierung durchführen zu können. Zur Bestimmung der bilanzrelevanten Kenngrößen unterstützt uns das DBFZ z.B. bei der Bestimmung von Kohlenwasserstoffen oder der Durchführung von Ascheanalysen. Mit Hilfe dieser Daten und der Ergebnisse aus AP4 können grundlegende Vergasungseigenschaften validiert und die Übertragbarkeit der Ergebnisse zwischen den angewendeten Vergasungstechnologien Festbett (Laborvergaser) und Schwebebett (Burkhardt-Pilotanlage) geprüft werden. Aus den gewonnenen Ergebnissen lassen sich auch erste Informationen hinsichtlich der Dauerbetriebsfähigkeit der Pilot- und der kommerziellen Vergasungsanlage ableiten. Aufbauend auf den Versuchen mit dem Laborvergaser und der Pilotanlage werden weitere Versuche in einer kommerziellen Biomassevergasungsanlage (180kWel) mit ausgewählten torrefizierten Biomassen durchgeführt. Dabei steht die Untersuchung des Verhaltens der Anlage im Dauerbetrieb im Vordergrund. Um einen Vergleich zu den Untersuchungen in der Pilotanlage und dem Laborvergaser aufstellen zu können, werden auch während des Dauerbetriebs die prozessrelevanten Anlagenkenngrößen mit Unterstützung des DBFZ aufgezeichnet und ausgewertet. Dadurch können der Einfluss der verschiedenen Anlagengrößen und der Vergasungstechnologie auf die Übertragbarkeit untereinander geprüft und Handlungsempfehlungen für die Übertragung der gewonnenen Ergebnisse auf andere derzeit betriebene kleintechnische Biomassevergasungsanlagen entwickelt werden. Text gekürzt
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