Biofficiency

Highly-efficient biomass CHP plants by handling ash-related problems

Motivation

Europaweit wird etwa die Hälfte des finalen Energieverbrauchs durch das Heizen und Kühlen von Gebäuden verursacht. Biomasse macht hierbei mehr als 90 % der erneuerbaren Wärmeerzeugung aus, auf den gesamten Wärmemarkt bezogen lag der Anteil der Biomasse-basierten Technologien 2007 jedoch nur bei 11 %. Eine geeignete Technologie zur Nutzung von Biomasse zur Wärme und Stromerzeugung stellen Kraft-Wärme-Kopplungs (KWK) Kraftwerke dar.

Die größte Herausforderung für effiziente KWK Kraftwerke und die Erzeugung von Wasserdampf mit hohem Druck und hoher Temperatur aus Biomasse sind aschebedingte Probleme wie Korrosion und Ablagerungen an Komponenten. Insbesondere die korrosive Zusammensetzung der bei der Biomasseverbrennung verbleibenden Asche limitiert derzeit die möglichen Steam Temperaturen. Durch die Lösung dieser Probleme ist ein großes Effizienzsteigerungspotential gegeben. Außerdem sind Einsparungen bei Emissionen in KWK Kraftwerken und der Betrieb unter wettbewerbsfähigen und umweltfreundlichen Bedingungen möglich.

Ziele

Um diese Ziele zu erreichen und die sichere, nahezu CO2 neutrale Wärme- und Stromerzeugung zu realisieren müssen einige Maßnahmen ergriffen werden. Die Aufgaben und Hauptziele des Biofficiency Projektes sind daher folgende:

• Entwicklung einer neuen Generation von biomassebefeuerten KWK Kraftwerken mit erhöhten Steam Temperaturen von bis zu 600 °C und Größenordnungen zwischen 10 bis 200 MWth.
• Effizienzsteigerung von KWK Kraftwerken durch erhöhte Steam Temperaturen, die durch grundlegendes Verständnis und Lösung aschebedingter Probleme wie Slagging, Fouling und Korrosion ermöglicht werden.
• Emissionsreduzierung von CO2, Feinpartikeln, CO, NOx, und SO2 durch Effizienzsteigerung, Reduzierung von Verunreinigungen und durch intelligentes Kraftwerksdesign.
• Erschließung neuer Rohstoffquellen für Kraftwerke mit pulverized fuel (PF) and fluidised bed (FB) Befeuerung mithilfe verschiedener Vorbehandlungsmethoden für Biomassen zur Minderung des Anteils anorganischer Bestandteile der Biomasse wie beispielsweise Chlor, Schwefel und Alkalimetalle.
• Erweiterung bisheriger Strategien zur Ascheweiterverwendung und Nährstoffrückführung durch die detaillierte Analyse der anfallenden Asche bezüglich ihrer chemischen und physikalischen Eigenschaften.
• Entwurf eines Referenz KWK Kraftwerks auf Basis der Ergebnisse der durchgeführten Messungen und Modellierungen.

Förderung

Das Projekt Biofficiency wird im Rahmen des Horizon 2020 Forschungs- und Innovationsprogrammes der Europäischen Kommission unter der Grant Agreement Nr. 727616 gefördert.

Projektpartner