Die strategischen Zielsetzungen von COMET sind der Aufbau neuer Kompetenzen durch die Initiierung und Unterstützung einer langfristig ausgerichteten Forschungszusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft auf höchstem Niveau sowie der Aufbau und die Sicherung der Technologieführerschaft von Unternehmen. Durch die Weiterentwicklung und Bündelung existierender Stärken und die Einbindung von internationalem Forschungs-Know-how soll der Forschungsstandort Österreich nachhaltig gestärkt werden.

Das Kompetenzzentrum BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH wird im Rahmen von COMET - Competence Centers for Excellent Technologies durch BMK, BMDW und die Länder Wien, Niederösterreich und Steiermark gefördert. Das Programm COMET wird durch die FFG abgewickelt.

Als Bindeglied zwischen akademischer Forschung und industrieller Technologieentwicklung ist es unsere Vision, nachhaltige und zirkuläre Bioraffinerieprozesse und -technologien zur Herstellung von grünen Gasen, grünen flüssigen Kraftstoffen und grünen Produkten zu entwickeln und zu demonstrieren, um den Übergang zu einer klimaneutralen und von fossilem Kohlenstoff freien Wirtschaft zu unterstützen. Daher wird die Ressourcenbasis auf organische Reststoffe, Abfälle und CO2 erweitert. Umwandlungstechnologien werden weiterentwickelt oder neu konzipiert, um einen effizienten und wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen und eine angemessene Systemintegration der Wertschöpfungskreisläufe auf Basis neuer Rohstoffe zu ermöglichen. Durch die Nutzung unserer hervorragenden experimentellen Einrichtungen, die vom Labor bis zur Pilot- und Demonstrationsanlage reichen, ist es unser Ziel, angewandte Forschung von höchster wissenschaftlicher Qualität durchzuführen.

Fortschrittliche digitale Methoden setzen wir für die Technologieentwicklung ein und nutzen diese auch für die Basisautomatisierung, die Optimierung und die Überwachung des Betriebs von Einzeltechnologien und von Gesamtanlagen. Mit Hilfe holistischer und technologieneutraler Planungswerkzeuge sichern wir die bestmögliche Integration von Bioraffinerien und Energiebereitstellungstechnologien in ein nachhaltiges, erneuerbares Energie- und Ressourcensystemsystem.

Der Einsatz einer innovativen Regelung sorgt in Biomasse-Feuerungen für Einsparungen von Brennstoff und Schadstoffemissionen.

Die Verbrennung von Holz gilt als CO2-neutral, weshalb der Einsatz von Biomasse-Feuerungen besonders zur Senkung von Treibhaus-gasemissionen beitragen kann. Daher nehmen Biomasse-Feuerungen eine wichtige Rolle bei der Erreichung der Klimaziele ein. Wichtig ist dabei jedoch, dass die Verbrennung mit hoher Qualität stattfindet, das Holz also möglichst vollständig verbrannt wird. Ist dies nicht der Fall, kommt es zu erhöhten Schadstoffemissionen, zum Beispiel Feinstaub (oder) und Kohlenmonoxid, und dadurch zu einer unnötigen Belastung der Umwelt. Eine un-vollständige Verbrennung wird vor allem durch schwankende Brennstoffqualität (Holzart oder Wassergehalt) aber auch häufig durch eine sub-optimale Einstellung der Biomasse-Feuerung verursacht. Um dem entgegenzuwirken haben das COMET-Kompetenzzentrum BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies GmbH (vormals Bioenergy 2020+ GmbH) und die Firma LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG gemeinsam eine Methode zur Optimierung der Verbrennungsqualität in Biomasse-Feuerungen entwickelt, die modulare CO-l-Regelung. Sie überwacht die Verbrennungsqualität in Echtzeit mit Hilfe einer innovativen O2/COe-Sonde und stellt zu jedem Zeitpunkt einen optimalen Sauerstoffgehalt für die Verbrennung ein, bei dem die Biomasse-Feuerung mit minimalen Schadstoffemissionen und höchst-möglichem Wirkungsgrad betrieben wird. Dadurch wird trotz schwankender Brennstoffqualität und veränderlichen Betriebszuständen immer eine möglichst vollständige Verbrennung garantiert und gleichzeitig der Brennstoffverbrauch minimiert.

Durch den Einsatz der modularen CO-λ-Regelung werden typische, mit einer unvollständigen Verbrennung verbundene, Probleme, wie zum Bespiel die verstärkte Verschmutzung des Wärme-übertragers verhindert und damit auch Betriebs- und Wartungskosten eingespart. Die gleichzeitige Verringerung des Brennstoffverbrauchs führt darüber hinaus zu einer deutlichen Einsparung von Brennstoffkosten.

Wirkungen und Effekte

Eine Langzeitvalidierung der modularen CO-l-Regelung wurde über eine gesamte Heizsaison an einem Hackgutkessel (Nennleistung: 2,5 MWth) in einem Heizwerk in Fuschl am See (Betriebsführung durch s.nahwärme.at Energiecontracting GmbH) durchgeführt.

Das Ergebnis: Der Brennstoffverbrauch wurde um knapp 4% reduziert und gleichzeitig die Staub-emissionen der Biomasse-Feuerung um knapp 20% verringert. Darüber hinaus wuden auch die Kohlenmonoxidemissionen deutlich verringert.

Perspektiven für die Zukunft: Würde man die modulare CO-λ-Regelung an jedem Biomasse-Heizwerk in Österreich einsetzen, könnte man dadurch jährlich in etwa 70.000 Tonnen Holz oder knapp 100.000 Tonnen CO2 einsparen. Das eingesparte Holz stünde für andere Anwendungen zur Verfügung.

Partner

• LAMTEC Meß- und Regeltechnik für Feuerungen GmbH & Co. KG, Deutschland
• s.nahwaerme.at Energiecontracting GmbH, Österreich
• Aigner Energie Contracting GmbH, Österreich
• TIWAG-Tiroler Wasserkraft AG, Österreich

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