Dezentrale Energieumwandlung

Leitung

Dipl.-Ing. Reinhold Spörl

      Telefon:   0711 685-63748
  Telefax: 0711 685-63491
  E-Mail:
 

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Mitarbeiter/innen

M. Sc. Marcel Beirow 0711 685-68938
M. Sc. Selina Hafner 0711 685-67806  
Dipl.-Ing. (FH) Heiko Holz 0711 685-63395 mail_heik.hol_ifk 
M. Sc. Matthias Hornberger 0711 685-67801  
M. Sc. Henning Luhmann 0711 685-68931
M. Sc. Joseba Moreno 0711 685-63562
M. Sc. Max Schmid 0711 685-63394
M. Sc. Tim Seitz 0711 685-63393
M. Sc. Gebhard Waizmann 0711 685-68939
M. Sc. Lena Wörz 0711 685-67802
 

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Promotionsstudierende

M. Sc. Eng. Yen-Hau   Chen 0711 685-69498  
M. Sc. Georg      Hartfuß           0711 685-65582 mail_heik.hol_ifk     
M. Sc. Eng.    Zirui       He           0711 685-63572          
 

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Arbeitsschwerpunkte

Die Arbeitsschwerpunkte der Abteilung Dezentrale Energieumwandlung (DEU) liegen in der Optimierung von Verbrennungs- und Vergasungsverfahren im Bereich der dezentralen Erzeugung von Wärme und Strom aus biogenen und fossilen Brennstoffen. Auf Grundlage langjähriger Arbeiten hat die Abteilung umfangreiche Erfahrungen auf dem Gebiet der flammlosen Verbrennung und der Wirbelschichttechnologie gesammelt. Basierend auf der Wirbelschicht werden neue Verfahren für die CO2-freie Stromerzeugung aus Kohle entwickelt. Für die experimentellen Untersuchungen stehen verschiedene Versuchsanlagen zur Verfügung (mehrere Wirbelschichtanlagen, Kaltmodelle, Bioölbefeuerte Kälteanlage, flammlose Brenner für Schwachgase, Bioöle und Kohlenstaub). Aktuell werden folgende Schwerpunkte bearbeitet:

CO2-Abscheidung und Speicherung (CCS)

  • Calcium Looping (CO2-Abscheidung nach der Verbrennung) – Abscheidung von CO2 aus Kraftwerksrauchgasen mit Hilfe von natürlichem Kalkstein
  • Chemical Looping (Verbrennung mit reinem Sauerstoff) – Verbrennung von Kohle mit reinem Sauerstoff. Dieser wird durch Metalloxide bereitsgestellt
  • Oxyfuel CFB (Verbrennung mit reinem Sauerstoff) - Verbrennung von Kohle mit reinem Sauerstoff in einer zirkulierenden Wirbelschicht

Vergasung

  • Sorption Enhanced Reforming (SER) – Vergasung von festen Brennstoffen (Biomasse, Kohle) zur Erzeugung eines wasserstoffreichen Produktgases
  • Luftvergasung von biogenen Brennstoffen
  • Grundlagenuntersuchungen zur Entstehung und Umwandlung von Teeren in Vergasern

Verbrennung

  • Flammlose Verbrennung von gasförmigen, flüssigen und festen Brennstoffen
  • Verbrennung von festen Brennstoffen (RDF, Biomasse, Kohle) in einer Wirbelschicht

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Projekte

Laufende Projekte:
 
 ¤  Bio2CNG – Energetisch optimiertes Vergasungsverfahren zur Umwandlung biogener Reststoffe in CNG-Kraftstoff
Die regenerative Erzeugung von Bio-CNG (Compressed Natural Gas) aus ligninreichen, biogenen Reststoffen (z.B. Waldrestholz oder Stroh) ist ökologisch aber auch ökonomisch interessant, erfordert allerdings eine thermochemische Umsetzung. Diese unterteilt sich in eine Vergasung der Biomasse zu Synthesegas (typischerweise bei: 700 - 900 °C) und dessen anschließende Methanisierung (typischerweise bei: 300 - 500 °C). Durch Integration der exothermen Methanisierung in den endothermen Wasserdampf-Vergasungsprozess kann ein deutlich höherer Umwandlungswirkungsgrad gegenüber bisherigen Verfahren erreicht werden. Dieses Optimierungspotential soll im Rahmen dieses, von der Vector Stiftung geförderten Projekts experimentell analysiert werden. Ein auf dieses Vergasungsverfahren angepasster Hochdruckreaktor wird hierfür entwickelt und konstruiert.
Bearbeiter:  Gebhard Waizmann
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  FLEDGED – Entwicklung eines flexiblen Prozesses zur Herstellung von Dimethylether aus Biomasse
Im Rahmen des durch die EU geförderten Horizon 2020 Projekts soll ein flexibler und kostengünstiger Prozess für die Produktion von Dimethylether aus Biomasse entwickelt und unter industriell relevanten Bedingungen demonstriert werden. Der Fokus des Projekts liegt dabei zum einen auf der Untersuchung der sorptionsunterstützten Vergasung von Biomasse zur Erzeugung eines für die Dimethylethersynthese geeigneten Synthesegases und zum anderen auf der sorptionsunterstützten Synthese von Dimethylether. Die Abteilung für dezentrale Energieumwandlung (DEU) untersucht dabei die sorptionsunterstützte Vergasung von Biomassen bzw. biogenen Reststoffen an zwei Wirbelschichtanlagen (Technikums- und Pilotmaßstab). Bei den experimentellen Untersuchungen werden sowohl stationäre Prozess-Bedingungen, als auch die Möglichkeit den Biomasse-Vergasungsprozess so anzupassen, dass elektrolytisch erzeugter Wasserstoff in den Prozess integriert werden kann, betrachtet.
Bearbeiterin:  Selina Hafner
Versuchsanlagen: DIVA/ELWIRA, MAGNUS
Link: www.fledged.eu
Projektdauer: 36 Monate
 
 ¤  FlexiCAL – Entwicklung von flexiblen Kohlekraftwerken mit Calzium Looping zur CO2-Abscheidung
Ziel des durch den „Research Fund for Coal and Steel“ (RFCS) der EU geförderten Forschungsprojekts FlexiCAL, ist die Verbesserung der Flexibilität von Kohlekraftwerken, die das Kalzium-Looping-Verfahren zur CO2-Abscheidung nutzen und die Charakterisierung solcher flexibler Systeme. Am IFK wird dazu eine entsprechende Wirbelschicht-Konfiguration aus turbulentem Karbonator und zirkulierendem Regenerator experimentell im Pilotmaßstab untersucht. Diese Konfiguration ist besonders für den lastflexiblen Prozessbetrieb geeignet, da Abgasmenge und Sorbens-Zirkulationsrate dabei entkoppelt sind. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden das Flexibilitätspotenzial, die Betriebsgrenzen sowie das dynamische Verhalten dieser Wirbelschicht-Konfiguration untersucht.
Bearbeiter:  Joseba Moreno
Versuchsanlage:  MAGNUS
Link: www.flexical.eu
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  DISS – Data-Integrated Simulation Science
Themenschwerpunkt der Forschungsallianz DISS aus Universität Stuttgart und Universität Heidelberg ist die Entwicklung und Anwendung von Methoden der Datenassimilierung. Am Beispiel der thermochemischen Energiespeicherung werden Experimente und Simulationen auf unterschiedlichen Ebenen miteinander verknüpft. Die Ergebnisse ermöglichen Vorhersagen auf anderen Ebenen und damit eine kontinuierliche Optimierung von Simulation und Experiment.
Am IFK werden hierzu porenskalige Modelle zur Simulation eines thermochemischen Hochtemperatur-Energiespeichers auf Basis von CaO/CaCO3 entwickelt. Diese beinhalten die Beschreibung von Wärme- und Stoffübergängen innerhalb des Partikels und bilden die örtlichen und zeitlichen Änderungen der physikalischen Eigenschaften des Partikels und der Prozessparameter ab. Somit ist es möglich die Auswirkungen der Prozessschritte auf die Reaktivität und Beschaffenheit des Kalziumoxidpartikels zu simulieren.
Bearbeiterin:  Lena Wörz
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  Res2CNG – Innovative Erzeugung von SNG und CNG aus biogenen Rest- und Abfallstoffen
Ziel des BWPlus Verbundvorhabens Res2CNG ist die experimentelle und theoretische Betrachtung der methanbasierten Kraftstofferzeugung aus biogenen Rest- und Abfallstoffen unter Einbindung von elektrolytisch erzeugtem Wasserstoff. Ein Fokus liegt dabei auf der optimalen und effizienten Kohlenstoffausnutzung von Biomasse. Am IFK wird hierzu die Wasserdampfsauerstoff-Wirbelschichtvergasung von biogenen Reststoffen experimentell untersucht. Dabei sollen die erzeugten Synthesegase im Hinblick auf Zusammensetzung und Verunreinigungen charakterisiert werden. Zusätzlich wird eine Heißgasreinigung entwickelt und erprobt, um das Synthesegas für den nachfolgenden Methanisierungsprozess zu reinigen.
Bearbeiter:  Max Schmid
Versuchsanlage:  ELWIRA
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  CEMCAP – CO2-Abscheidung aus der Zementherstellung
CEMCAP ist ein durch die EU gefördertes Horizon 2020 Projekt, welches die Entwicklung und Integration von CCS-Technologien in der Zementindustrie untersucht. Die Abteilung für dezentrale Energieumwandlung (DEU) erprobt und optimiert dabei das Calcium-Looping (CaL) Verfahren für die Anwendung im Zementbereich. Großes Potential bieten dabei Synergieeffekte zwischen dem Calcium-Looping Verfahren und dem Zementprozess. So kann beispielsweise deaktiviertes Sorbens aus dem CaL-Prozess als Ausgangsstoff für die Klinkerproduktion genutzt werden. Durch die Integration beider Prozesse können große Mengen an frischem Sorbens beim CaL-Prozess eingesetzt werden, was CO2-Abscheidung und Energieeffizienz verbessert.
Auch die Abteilung für Kraftwerksfeuerungen (KWF) des IFK beteiligt sich am CEMCAP Projekt mit Untersuchungen zur Anwendung der Oxy-Fuel-Technologie bei der Zementproduktion.
Bearbeiter: Matthias Hornberger, Heiko Holz, Reinhold Spörl
Versuchsanlage: MAGNUS
Link: www.sintef.no/projectweb/cemcap
Projektdauer: 36/42 Monate
 
 ¤  Öl-FLOX – Entwicklung und Charakterisierung eines emissionsarmen Brenners für flüssige Brennstoffe
Im Rahmen des Projektes wird gemeinsam mit der Oel-Waerme-Institut GmbH und der e-flox GmbH die Entwicklung eines FLOX®-Brenners für flüssige Brennstoffe vorangetrieben. Flammlose Oxidation (umschrieben durch die Bezeichnung FLOX®) ist ein emissionsarmes Verbrennungsverfahren ohne sichtbare Flamme. Dieses ist für gasförmige Brennstoffe bereits erprobt und industriell vielfach im Einsatz. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist, dass die umweltschädlichen Stickoxide (NOx) nur in sehr geringem Maße entstehen, wodurch bestehende Emissionsgrenzwerte auch ohne aufwändige Rauchgasreinigungsschritte eingehalten werden können. Im Öl-FLOX-Projekt wird angestrebt den Brenner für den Einsatz sowohl mit Heizöl EL als auch mit biogenen Flüssigbrennstoffen weiter zu entwickeln, um dadurch neue Einsatzgebiete zu erschließen.
Bearbeiter:  Henning Luhmann
Versuchsanlage: Kessel mit FLOX®-Brenner der BIO-COOL-Anlage
Projektdauer: 2,5 Jahre
 
 ¤  BioenergieFlex BW – Speicherung und flexible Betriebsmodi zur Schonung wertvoller Ressourcen und zum Ausgleich von Stromschwankungen bei hohen Anteilen erneuerbarer Energien in Baden-Württemberg
In diesem Forschungsprojekt wird untersucht inwieweit bestehende und zukünftige Bioenergieanlagen in Baden-Württemberg (Biogasanlagen und Anlagen zur Vergasung von fester Biomasse) zur Energiespeicherung und zum Speicherausbau geeignet sind. Es wird sowohl die „ Biomassespeicherung“ durch eine flexible Brennstoff- bzw. Substratbeschickung der Bioenergieanlagen als auch die „Gasspeicherung“ von Biogas bzw. Synthesegas in internen und externen Speichern bzw. Gasnetzen untersucht. Weiter wird analysiert, welche Möglichkeiten und Grenzen bei einem flexiblen Einsatz von Strom aus biogenen Ressourcen zum Ausgleich von Wind- und Solarstromfluktuationen in Baden-Württemberg (Modellbetrachtung) bestehen und welche Wärmenutzungskonzepte geeignet sind. Als Ergebnis soll u.a. ein Fördermodell für die flexible Fahrweise von Bioenergieanlagen inklusive der notwendigen Speicherung entwickelt werden.
Bearbeiter: Marcel Beirow, Heiko Dieter
Versuchsanlage: MAGNUS
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  Power&Biomass2Gas (P&B2G) – Potenziale der Speicherung erneuerbarer Energie durch gasförmige Kohlenwasserstoffe auf Basis flexibler Biomassenutzung und Auswirkungen auf die Strombereitstellung und Netzentlastung in Baden-Württemberg und Deutschland
Das Forschungsvorhaben umfasst die Untersuchung eines ganzheitlichen Gesamtkonzepts zur flexiblen Ausnutzung vorhandener Biomasse zur Stabilisierung des bestehenden und zukünftigen Stromnetzes bei gleichzeitiger Senkung der Treibhausgasemissionen. Basierend auf Varianten der Biomassevergasung werden technische Konzepte für die Biomassenutzung zur Stromerzeugung entwickelt, die sich in das bestehende Energiesystem integrieren lassen und zudem über die integrierte Wasserelektrolyse und Methanisierung das Strom- mit dem Gasnetz als Energiespeicher verbinden. In P&B2G werden optimale Anlagenstandorte durch Schnittstellen zwischen Strom- und Gasnetz ermittelt und deren Vorteile für die Stromnetzstabilität untersucht. Weiterhin finden zu den Konzepten Marktsimulationen statt und es wird die Dimension des ganzheitlichen Nutzens für die gesamte baden-württembergische und deutsche Strombereitstellung untersucht.
Bearbeiter: Marcel Beirow
Link: www.pb2g.de
Projektdauer: 3 Jahre

 
 

Kürzlich abgeschlossene Projekte: 
 
 ¤  FLOX-COAL-II – Development of Scale-Up Methodology and Simulation Tools for the Demonstration of PC-FLOX Burner Technology in Full-Scale Utility Boilers
FLOX-COAL II ist die Fortführung der erfolgreich abgeschlossenen Projekte FLOX-COAL (EU-RFCS) und Kohle-FLOX (KW21). Auf dieser Basis werden im FLOX-COAL II Projekt Skalierungsmethoden und Simulationswerkzeuge für Kohlenstaub-FLOX-Brenner entwickelt. Die Entwicklung der Simulationswerkzeuge stützt sich auf die computergestützte Strömungssimulation (CFD) und konzentriert sich auf die Entwicklung von Teilmodellen für die NOx-Chemie und den Strahlungswärmeaustausch. Ziel ist eine möglichst genaue Vorhersage der NOx-Bildung und Zerstörung in reaktiven dreidimensionalen Strömungen. Die neu entwickelten CFD-Teilmodelle werden an Messdaten validiert, die in zwei experimentellen Studien im halbtechnischen Maßstab gewonnen werden. Neben Gastemperatur- und Gaskonzentrationsprofilmessungen in der gesamten Brennkammer werden auch die Geschwindigkeiten mittels Laser-Doppler-Velocimetry (LDV) gemessen sowie die Reaktionsintensitäten mittels OH* Chemilumineszenz bestimmt. Die Messwerte dienen des Weiteren der Validierung der entwickelten Hochskalierungsmethode, mit der der FLOX-Brenner vom Labormaßstab auf Großkraftwerksmaßstab skaliert wird. Der Einsatz der so entwickelten Brenner in existierenden Großkraftwerken wird mit einer abschließenden CFD-Studie bewertet.

Das Projekt wird im Rahmen des RFCS-Programms der Europäischen Kommission gefördert und am IFK wissenschaftlich und administrativ koordiniert.
Koordinator und Bearbeiter: Max Weidmann
Versuchsanlage: KSVA
Link: floxcoal2.eu-projects.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  ReCaL – Novel Calcium Looping CO2 capture process incorporating sorbent reactivation by Recarbonation
In diesem Europäischen Forschungsprojekt steht die Weiterentwicklung des Calcium-Looping Prozesses zur CO2-Abscheidung durch eine neuartige Technik zur Reaktivierung des Sorbens im Vordergrund.
Am IFK wird die Nutzung des verbrauchten Sorbens des Calcium-Looping-Prozesses zur In-situ Entschwefelung in Kraftwerkskesseln mit zirkulierender Wirbelschichtfeuerung untersucht. Dazu werden Verbrennungsversuche mit Steinkohle an der 150-kWth-Pilotanlage durchgeführt.
Bearbeiter: Theodor Beisheim, Gerrit Hofbauer, Heiko Holz
Versuchsanlage: MAGNUS
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  HGF – Synthetische flüssige Kohlenwasserstoffe – Speicher mit höchster Energiedichte
Um die Umstellung der zukünftigen Versorgung mit flüssigen Energieträgern für Verkehr und Transport auf Erneuerbare Energien voranzutreiben sowie Energie mit hoher Energiedichte zu speichern, soll in diesem Verbundvorhaben die Erzeugung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Biomasse erforscht werden.
Am IFK wird die Vergasbarkeit von unterschiedlichen Restbiomassen wie z.B. Stroh, Altholz oder Mist untersucht. Als Vergasungsverfahren kommt die SER-Vergasung, die zweistufige Wasserdampfvergasung, sowie die Sauerstoffvergasung zum Einsatz. Um eine Abtrennung von CO 2 aus dem SER Rauchgas als Kohlenstoffquelle für die Fischer-Tropsch-Synthese im Pilotmaßstab zu untersuchen, wird der Regenerator im SER Verfahren mit einer Oxyfuel Regeneration betrieben.
Bearbeiterin/Bearbeiter: Nina Armbrust, Daniel Schweitzer, Andreas Gredinger
Versuchsanlage: VERONIKA, DIVA/ELWIRA, MAGNUS
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  KIC InnoEnergy – DEBUGGER
In diesem Forschungsprojekt wird die Vergasbarkeit von getrockneter Gülle und Klärschlamm untersucht. Neben den energetischen Nutzung der Reststoffe, wird die Rückgewinnung von pflanzlichen Nährstoffen aus den Vergasungsrückständen zur Erzeugung eines geschlossenen Nährstoffkreislaufs betrachtet.
Bearbeiter: Daniel Schweitzer, Vladimir Stack
Versuchsanlage: VERONIKA, DIVA/ELWIRA
Projektdauer: 1 Jahr
 
 ¤  KIC InnoEnergy – DEMITAR (Innovation) – Quasi-kontinuierliche online Teermessung
Kondensierbare Kohlenwasserstoffe (Teere) sind ein Hauptproblem bei der Verwirklichung von Vergasungsprojekten, da sie in nachgeschaltete Anlagenteile bei Unterschreiten des Taupunktes kondensieren und den Analagenbetrieb beeinträchtigen. Die Bestimmung ihrer Qualität und Quantität ist somit essentiell für die Vergasung. Die Bestimmung von Teeren geschieht bisher mit zeit- und kostenintensiven Probenahmen und nachfolgenden Laboranalysen. Ziel des DEMITAR Projektes ist es, die Technik eines online Teermessgerätes so weiter zu entwickeln, dass es zuverlässig und unkompliziert an Vergasungskraftwerken eingesetzt werden kann und in Echtzeit Teerkonzentrationen an den Betreiber liefert.
Bearbeiter: Andreas Gredinger, Vladimir Stack
Versuchsanlage: MAGNUS, DIVA/ELWIRA, VERONIKA
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  Bioenergie 2021 (BMBF) - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse
Ziel des Verbundvorhabens ist es, unter optimierter energetischer und stofflicher Ausnutzung gasförmige Brennstoffe wie synthetisches Erdgas (SNG) oder Wasserstoff aus Biomasse zu erzeugen.

Am IFK wird die Vergasbarkeit von anaerob vergärter Biomasse untersucht. Als Vergasungsverfahren kommt die SER- sowie die Wasserdampfvergasung in der Zweibettwirbelschicht zum Einsatz. Darüber hinaus wird als alternativer Nutzungspfad die Wirbelschichtverbrennung der vergärten Biomasse untersucht.
Bearbeiter: Daniel Schweitzer, Vladimir Stack, Norman Poboss
Versuchsanlage: VERONIKA
Link: www.b-2-g.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
¤ CAL-MOD (EU) - Modelling and experimental validation of Calcium Looping CO2-capture process for near-zero CO2 emission power plants
Ziel des Projekts ist die Entwicklung und Validierung von erweiterten Modellierungs- und Simulationsprogrammen, die zur Implementierung das Calcium Looping (CaL) Prozesses im industriellen Maßstab benötigt werden. Die Entwicklung von realistischen Prozess- und Dampfkreislaufmodellen sowie der Betrieb im Labormaßstab und die industrielle Expertise ermöglichen die Erstellung von Richtlinien für das Design und die Dimensionierung von CaL-Systemen im industriellen Maßstab. Eine techno-ökonomische Studie, welche die Integration eines Zementwerks beinhaltet, wird in Bezug auf ein existierendes mittelgroßes Kraftwerk, sowie in Bezug auf ein neues, dem Stand der Technik entsprechenden Großkraftwerkes, durchgeführt. Das Projekt wird im Rahmen des RFCS-Programms der Europäischen Kommission gefördert und am IFK wissenschaftlich und administrativ koordiniert.
Koordinator: Heiko Dieter
Bearbeiterin/Bearbeiter: Glykeria Duelli (Varela), Marcel Beirow, Theodor Beisheim, Heiko Dieter
Versuchsanlage: DIVA/ELWIRA
Link: cal-mod.eu-projects.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  CLOCK (COORETEC) - Chemical Looping Combustion von Kohle zur CO2-Abscheidung in atmosphärischen Wirbelschichtreaktoren für einen Dampfkraftprozess
Der Chemical Looping Combustion (CLC)-Prozess dient der CO2-armen Stromerzeugung aus Kohle. Ein Sauerstoffträger wird zwischen zwei Wirbelschichtreaktoren zirkuliert und im Luftreaktor mit Luft oxidiert und im Brennstoffreaktor mit Kohle reduziert. Im Brennstoffreaktor entsteht ein Rauchgas, das hauptsächlich aus CO2 besteht. Nach dem Auskondensieren des Wasserdampfes kann der CO2-Strom gereinigt, komprimiert und der Speicherung zugeführt werden. Im Vergleich zum Oxyfuel-Prozess wird keine kryogene Luftzerlegungsanlage benötigt was elektrische Wirkungsgrade ähnlich denen traditioneller Kraftwerke ermöglicht.
Im Rahmen des CLOCK-Projekts werden zum einen experimentelle Untersuchungen zu synthetischen und natürlichen Sauerstoffträgern und zum anderen berechnende Untersuchungen zum großtechnischen Potential des Prozesses durchgeführt.
Am IFK werden die Untersuchungen zum natürlichen Sauerstoffträger an einer gekoppelten Wirbelschichtanlage durchgeführt, um den Brennstoffumsatz zu optimieren sowie die optimalen Betriebsbedingungen für den CLC-Prozess mit Kohle zu bestimmen.
Bearbeiter: Florian Mayer, Ajay Bidwe
Versuchsanlage: DIVA/ELWIRA
Link: www.cooretec.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  CATS (Industrie) - CaO als CO2-Trägermaterial zur CO2-freien Kohleverstromung
Der Calcium Looping Prozess ist ein neuartiges Verfahren zur effizienten Abscheidung von CO2 aus Verbrennungsabgasen. Ziel des CATS Projektes ist die Demonstration des Calcium Looping Prozesses im Pilotmassstab mit einer Leistung von 200 kWth. Zum Zweck der Erprobung wurde am Institut eine Pilotanlage, bestehend aus zwei gekoppelten dualzirkulierenden Wirbelschichtreaktoren, errichtet. Die Erkenntnisse aus einer erfolgreichen Demonstration des Calcium Looping Prozesses werden für die Auslegung einer 20 MWth – Anlage benutzt werden.
Bearbeiter: Heiko Dieter, Craig Hawthorne
Versuchsanlage: MAGNUS
Projektdauer: 4,5 Jahre
 
 ¤  BIO-COOL (BMBF)
Im Rahmen des BIO-COOL Projektes wurde eine Anlage zur Wärme- und Kälteerzeugung durch die energetische Nutzung von Biomasse errichtet. Diese ökologisch und wirtschaftlich interessante Alternative kombiniert und adaptiert die flammenlose Verbrennung mit einer Resorptionskältemaschine. Durch die flammenlose Verbrennung wird der Heizwert von Brennstoff niedriger Qualität genutzt, um eine Kältemaschine anzutreiben, die bei aktuellem Stand der Technik ebenso die Verwendung von Abwärme oder Solarenergie zur Kälteerzeugung ermöglichen könnte.
Bearbeiter: Miguel Alain Dominguez Mendoza
Versuchsanlage: BIO-COOL
Projektdauer: 2 Jahre
 
 ¤  BtG-BS-flex (BMU) - FuE - Plattform "BtG" - Energetische Nutzung biogener Reststoffe mit AER-Technologie - Modul F1: Brennstoff-Flexibilisierung
Das übergeordnete Ziel des Forschungsmoduls F1 „Brennstoff-Flexibilisierung“ ist eine Potentialerschließung von Biomassesorten aus dem Biosphärengebiet Schwäbische Alb, um deren Einsatzmöglichkeit in der AER-Demonstrationsanlage zu beurteilen. In diesem Modul werden biogene Brennstoffe, welche nicht unmittelbar in Konkurrenz zur Nahrungsmittel- und Wärmeerzeugung stehen (z.B. Landschaftspflegematerial, landwirtschaftliche Reststoffe usw.) auf ihre Vergasbarkeit unter AER Bedingungen untersucht.
Bearbeiter: Norman Poboss
Versuchsanlage: DIVA/ELWIRA
Link: www.refuelnet.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  CaOling (EU) - Development of postcombustion CO2 capture with CaO in a large testing facility
Ziel des Projekts ist die Skalierung auf die nächste Anlagengröße eines der vielversprechendsten Konzepte zur CO2-Abscheidung von Kohlekraftwerken – des Post-Combustion Calcium Looping Systems. Fokus ist die Versuchsdurchführung im Pilot-Maßstab und die Skalierung des Prozesses auf einen Maßstab von 1 MW. Die 1 MW-Calcium Looping-Anlage wird im 50 MWe-Hunosa Kohlekraftwerk „La Pereda“ (zirkulierende Wirbelschicht) gebaut. Dabei wird ein Teil des Abgasstroms des kommerziellen Kraftwerks genutzt. Zu Teilen wird das Projekt im Rahmen des FP7 der Europäischen Kommission gefördert.
Bearbeiterin/Bearbeiter: Glykeria Duelli (Varela), Alexander Charitos
Versuchsanlage: DIVA/ELWIRA
Link: www.caoling.eu
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  ADECOS ZWSF (COORETEC) - Weiterentwicklung und Untersuchung des Oxyfuel-Prozesses mit Zirkulierender Wirbelschicht Feuerung auf Realisierbarkeit und Wirtschaftlichkeit
Eine Möglichkeit zur CO2-Abscheidung bei konventionellen Kraftwerken besteht darin, den Brennstoff mit reinem Sauerstoff zu verbrennen. Das auf diese Weise erzeugte Rauchgas besteht hauptsächlich aus CO2, das verflüssigt und der Speicherung zugeführt werden kann. Dieser sog. Oxyfuel-Prozess wurde bisher nur für Kohlestaubfeuerungen untersucht. Ziel dieses Projektes ist es diesen Prozess für die zirkulierende Wirbelschichtfeuerung zu untersuchen. Diese ermöglicht höhere Sauerstoffkonzentrationen in der Brennkammer als bei der Kohlestaubfeuerung und somit eine Verringerung des Wirkungsgradverlustes bei der Oxyfuel-Verbrennung.
Bearbeiter: Gerrit Hofbauer, Theodor Beisheim
Versuchsanlage: MAGNUS
Link: www.cooretec.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  DLR@UniST (Land Baden-Württemberg) - Gemeinsam die Zukunft gestalten
Entwicklung und Realisierung eines integrierten, verfahrenstechnischen Konzepts zur Aufbereitung und Konversion von Biomasse zur Herstellung gasförmiger Brennstoffe und deren Verstromung in Brennstoffzellen- und Gasturbinensystemen.
Bearbeiter/Bearbeiterin: Norman Poboss, Nina Armbrust
Versuchsanlage: VERONIKA
Link: www.dlratunist.de
Projektdauer: 2,5 Jahre
 
 ¤  Cluster I (MLR) - Systemanalyse Erzeugung und Nutzung biogener Gase in Baden-Württemberg
Das Ziel des Projektes ist die Potenziale, Prozessketten und Technologien zur Erzeugung und energetischen Nutzung biogener Gase zu untersuchen und im Vergleich mit anderen Prozessen und Technologien zur Energieversorgung in Baden-Württemberg einzuordnen. Dabei nimmt das Projekt besonders Bezug auf die praktischen Versuche und Untersuchungen im Rahmen der Forschungsplattform Baden-Württemberg, der Biogasanlage an den „unteren Lindenhöfen“, der Bioliq-Anlage am Forschungszentrum Karlsruhe und der im Entstehen begriffenen Holzvergaseranlage in Geislingen-Türkheim.
Bearbeiter: Norman Poboss
Versuchsanlage: -
Projektdauer: 4 Jahre
 
 ¤  Kohle-Flox (KW21)
Ziel des Vorhabens ist es, einen neuen Kohlenstaub-Brenner basierend auf der FLOX-Technologie (FLameless OXidation) zu entwickeln. Durch die Entwicklung und Erprobung eines Brenners im halbtechnischen Maßstab werden die Rahmenbedingungen für entsprechende Brennerkonzepte untersucht. Basierend auf den experimentellen Untersuchungen sollen die Machbarkeit und die Vorteile gegenüber konventionellen Brenner unter realen Bedingungen herausgearbeitet und nachgewiesen werden. Weiterhin soll der Einfluss einer Umstellung auf FLOX-Befeuerung auf den Kraftwerksbetrieb bewertet und entsprechende Feuerungskonzepte unter Anwendung entwickelter Bewertungskriterien abgeleitet werden.
Bearbeiter:  Dragisa Ristic
Versuchsanlage:  KSVA
Link:  www.kw21.de
Projektdauer: 3 Jahre
 
 ¤  Brennstoffflex (MWK/Industry) - Brennstoffflexibilisierung für Kombi-Kraftwerke mit der Option eines CO2- freien Betriebs. Teil A: Erzeugung wasserstoffreicher Gase aus festen Brennstoffen in einem kommunizierenden Wirbelschichtreaktor - Absorptionsgestützte Reformierung von Biomasse und Braunkohle
Für das Brennstoffflex-Projekt wurde eine aus zwei gekoppelten Wirbelschichtreaktoren bestehende auf dem SER-Verfahren (Sorption Enhanced Reforming) basierende Vergasungsanlage im Pilotmaßstab ausgelegt, konstruiert und schlussendlich 2010 in Betrieb genommen. Im Rahmen mehrere Wochen dauernder Messkampagnen wurde die praktische Durchführung des Prozesses auf einer Anlage dieses Maßstabs gezeigt. Im Betrieb wurde ein wasserstoffreiches Produktgas mit hohen Heizwerten hergestellt, das für die Erzeugung von SNG oder die Verbrennung in Gasmotoren oder Gasturbinen genutzt werden kann. Des weiteren wurde anhand der Ergebnisse und der Erfahrungen aus dem Betrieb der Pilotanlage ein Design für eine kommerzielle Anlage erstellt.
Bearbeiter:  Craig Hawthorne, Heiko Dieter
Versuchsanlage:  MAGNUS
Projektdauer: 3,5 Jahre
 

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Veröffentlichungen

Veröffentlichungen 2017

Veröffentlichungen 2016

Veröffentlichungen 2015

Veröffentlichungen 2014

Veröffentlichungen 2013

Veröffentlichungen 2012

Veröffentlichungen 2011

weitere Veröffentlichungen

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