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BioHEAT: Development of a process chain based on opportunity fuels for heat production in industrial processes

Die Wärmeerzeugung in der Großindustrie (Stahlerzeugung, Zementherstellung usw.) ist derzeit überwiegend von fossilen Brennstoffen abhängig. Daher erfordert das Ziel der Europäischen Union, bis 2050 klimaneutral zu sein, eine Umstellung der Wärmeerzeugung in den nächsten Jahrzehnten.

Durch den Einsatz von Bioraffineriekonzepte können die erforderlichen Prozessketten bereits innerhalb des nächsten Jahrzehnts realisiert werden, da sie auf Technologien aufbauen, die zum Teil bereits im Pilot- und Demonstrationsmaßstab verfügbar sind. Der Fokus liegt dabei auf den

Einsatz von Opportunity Fuels, also Einsatzstoffe für die keine oder nur geringe Kosten anfallen, zur Erzeugung von BioSNG.

In diesem Projekt wird die Datengrundlage für den der technologische Nachweis der DFB Dampf-Gaserzeugung vom Pilot- bis zum 1 MW-Maßstab erbracht und die Technologie von TRL 3 auf TRL 5 angehoben.

Zusätzlich wird eine Online-Messung für Teere entwickelt, die eine verbesserte Prozessüberwachung ermöglicht. Durch Untersuchungen zu katalytischen Zentren auf dem Bettmaterial werden weitere Erkenntnisse über Effizienzsteigerungen der gesamten Prozesskette geliefert. Zudem wird eine neuartige Methanisierungstechnologie (katalytische Methanisierung im Labormaßstab, bestehend aus drei polytropen Festbettreaktoren mit Zwischenkühlung) untersucht, die für die Aufbereitung zu BioSNG und weitere Einspeisung in das Erdgasnetz verwendet wird.

Insgesamt werden zwei Prozessketten zur Nutzung von biogener Reststoffen zur Wärmeerzeugung für die Industrie demonstriert. Insbesondere der Weg über BioSNG bietet eine niedrige Einstiegshürde, da die vorhandene Erdgasinfrastruktur genutzt werden kann. Im Gegensatz dazu kann die direkte Verbrennung von Produktgas in Industriebrennern mit minimalen Anpassungen des Brenners umgesetzt werden. Während die BioSNG-Nutzung einen direkten biogenen Substituten für fossile Brennstoffe bietet, ermöglicht die direkte Produktgasverbrennung eine einfachere Prozesskette zur Herstellung des Energieträgers. Im Zuge des techno-ökonomischen Assessments wird die geeignete Prozesskette für die jeweilige Anwendung evaluiert.

Ziele

Ziel des Projektes ist die Untersuchung der biobasierten Opportunity Fuels in der DFB-Dampfgaserzeugung und die weitere Optimierung des Prozesses durch gezieltes Betriebsmonitoring zur Erzeugung eines brennbaren Produktgases. Darüber hinaus wird die Erzeugung von BioSNG auf Basis des Produktgases mit dem Fokus auf einen stabilen, last- und rohstoffflexiblen Betrieb angestrebt. Dies führt zu einem technischen und ökologischen Proof-of-Concept der gesamten Prozesskette.