Entwicklung eines Biomasse-Vergaserkessels mit minimierten Emissionen

Schadstoffemissionen durch innovative Forschungsansätze reduzieren

Die Entwicklung eines automatisch beschickten Biomasse-Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen ist das Ziel eines Verbundforschungsvorhabens, das gemeinsam vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT), dem Ingenieurbüro-Kühlerbau-Neustadt (IKN GmbH) und der A.P. Bioenergietechnik GmbH umgesetzt wird.

Entwicklung eines automatisch beschickten Biomassevergaserkessels mit minimierten Emissionen
Bild: P. Schneider, A.P. Bioenergietechnik GmbH

Entwicklung eines automatisch beschickten Biomassevergaserkessels mit minimierten Emissionen
Bild: P. Schneider, A.P. Bioenergietechnik GmbH

Im Rahmen des Verbundvorhabens soll ein automatisch beschickter Biomassevergaserkessel mit einer Leistung von 50 kW entwickelt werden. Durch die Verknüpfung zweier Innovationen, einem patentierten Verfahren von Fraunhofer UMSICHT und dem Komposit-Roststab von IKN, soll eine robuste Feuerungsanlage entstehen, deren Emissionen von Schadstoffen wie Kohlenmonoxid, organischen gasförmigen Komponenten, Stickoxiden und Feinstaub deutlich unter dem Niveau aktuell marktverfügbarer Biomassefeuerungen liegen. Dies will das Projektteam durch die extreme Zonierung der Anlage und die optimale Gestaltung der Prozess- und Reaktionsbedingungen erreichen. Die Komposit-Roststäbe von IKN erscheinen dank besonderer Flexibilität hinsichtlich Temperaturstabilität, Permeabilität und geometrischer Gestaltung ideal für die Entwicklung des Vergaserkessels, der im Rahmen des Vorhabens erstmalig erprobt wird. Das Konsortium aus Fraunhofer UMSICHT, IKN GmbH und A.P. Bioenergietechnik GmbH bringt Expertise aus Wissenschaft und Industrie sowie Praxiserfahrung in das Projekt ein und nutzt verfahrenstechnische und materialwissenschaftliche Innovationen.

Das Verbundvorhaben hat eine Projektlaufzeit von Juli 2022 bis Juni 2025. Es wird aus Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über den Projektträger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) finanziell gefördert.

Hintergrund

Die Weltgesundheitsorganisation WHO hat 2021 neue Leitlinien für die Luftqualität veröffentlicht. Diese berücksichtigen epidemiologische Studien, die aufzeigen, dass sich Luftschadstoffe auch unterhalb der bisherigen WHO-Richtwerte nachteilig auf die Gesundheit auswirken. Aus diesem Grund hat die WHO die bisherigen Richtwerte abgesenkt. Auch wenn für die zurückliegenden Jahre bei der Minderung von z. B. Feinstaubemissionen aus Verkehr, Industrie und häuslichen Feuerungen gute Fortschritte zu verzeichnen sind, so besteht im Bereich Luftreinhaltung/Emissionsminderung weiterhin Handlungsbedarf, Luftschadstoffemissionen und insbesondere Feinstaubemissionen weiter zu reduzieren.

Strenge Emissionsanforderungen an neu errichtete Biomasseanlagen sowie die Übergangsregelungen der 1. BImSchV sorgen dafür, dass Emissionen aus Biomasseanlagen im Trend zurückgehen. Für mehrere Millionen veraltete Öfen und Holzheizkessel haben Betreiber bis zum 31.12.2024 die Stilllegung, den Austausch bzw. die Nachrüstung von Staubabscheidern zur Einhaltung der Emissionsanforderungen aus den Übergangsregelungen nachzuweisen.

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