BioRestBrennstoff

Energieeffiziente Nutzung sekundärer biogener Rest- und Abfallstoffe in Biomassefeuerungen durch stufenweise Aufbereitung und Brennstoffkonfektionierung

01.03.2021

29.02.2024

FKZ-Nr.:

03EI5427

Das Projekt zielt darauf ab, das Brennstoffeinsatzspektrum von Biomasseheizkraftwerken zu erweitern. Dafür werden für Siebreste aus der Bioabfallbehandlung und spezifische Reststoffströme aus der Grünlandbewirtschaftung unter technischen, ökologischen und ökonomischen Aspekten geeignete Aufbereitungsstrategien entwickelt und angepasst. Die im Zusammenhang mit der thermischen Verwertung biogener Rest- und Abfallstoffe typische Problematik von Verschlackungen ist dabei ein inhaltlicher Schwerpunkt des Projekts, weshalb ein Fokus auf der Untersuchung des Ascheschmelzverhaltens liegt, um biogene Rest- und Abfallstoffe im Gemisch unterschiedlicher Brennstoffe zielgerichtet einsetzen zu können, ohne vermehrte Anlagenschäden zu verursachen. Eine ausformulierte Praxishilfe und Handlungsempfehlungen unter Einbeziehung rechtlicher und technischer Aspekte sollen den Einsatz biogener Rest- und Abfallstoffe für die Mitverbrennung in BMHKWs fördern.

Neben den tragenden Komponenten unter den Festbrennstoffen wie Waldrest- oder Landschaftspflegeholz rücken kleinere Stoffströme biogener Rest- und Abfallstoffe zunehmend in den Fokus einer thermischen Verwertung, um im Sinne einer ressourceneffizienten biobasierten Wirtschaft höherwertigen Holzbrennstoff zu substituieren. Unter dem Vorrang der stofflichen Verwertung gilt es daher die am Ende der Nutzungskaskade stehenden Stoffströme zu identifizieren und ressourceneffizient zu verwerten (hier sekundäre biogene Rest- und Abfallstoffe). Eine hochwertige energetische Verwertung dieser Stoffe in Biomassefeuerungen bietet einen alternativen Verwertungsweg an, trägt zur Ressourceneffizienz bei und leistet einen Beitrag zur Inputflexibilität von Feuerungsanlagen.

Biomassefeuerung, Validierung Marktpotenzial, Wärme

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Charakterisierung und Aufbereitung der Restbiomassen und Durchführung von Brennstoffanalysen sowie von Verbrennungsversuchen im Technikumsmaßstab zur Bewertung der generierten Biorestbrennstoffe; Erstellung von Modellen zur Abbildung des Ascheschmelzverhaltens anhand der Analysen und Versuche sowie vergleichende Untersuchungen durch Verschlackungsanalysen im Vollmaßstab; Stoffstromanalytische und ökologische Bewertung der entwickelten Verwertungsketten für die biogenen Abfall- und Reststoffe.

Restbiomassen von Straßenbegleitgrünflächen und Gewässerrandstreifen werden mit dem Integrierten Festbrennstoff- und Biogasproduktion aus Biomasse (IFBB)-Verfahren durch technische Anpassungen zu einem Biorestbrennstoff aufgearbeitet; Ökologisch vorteilhafte Aufbereitungs- und Verwertungsketten werden entwickelt und anhand von Ökobilanzen bewertet.

Optimierung der Bioabfallbehandlung in Bezug auf Siebrestqualitäten; Durchführung von Versuchsreihen zur Aufbereitung und Konfektionierung eines Biorestbrennstoffs aus den Siebresten der Bioabfallbehandlung.

Begleitung der Untersuchung des Ascheschmelzverhaltens der biogenen Restbrennstoffe sowie der Verschlackungsanalysen im Vollmaßstab; Ökonomische Bewertung und Marktanalysen zur energetischen Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe.

Folgende Ergebnisse wurde im Projket herausgearbeitet:

Leitfäden: [detaillierte Ausführungen der Leitfäden sind im Schlussbericht enthalten)]
- Bewertungsansatz zur Prognose des Verschlackungsrisikos
- Praxishilfe zur Bewertung biogener Rest- und Abfallstoffe für den Einsatz in Biomassefeuerungen;

Tagungsbände:
- D. Laner, V. Scheff, A. Rink, T. Steindamm, und M. Wachendorf, „Energieeffiziente Nutzung sekundärer biogener Rest- und Abfallstoffe in Biomassefeuerungen durch stufenweise
Aufbereitung und Brennstoffkonfektionierung“, in Reader: 10. Statuskonferenz, Deutsches Biomasseforschungszentrum, Hrsg. DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum
gGmbH, 2021, S. 34–35.
- H.A. Raza, V. Scheff, G. Dürl, M. Wachendorf und K. Kaetzl, „Converting Extensive Grassland Biomass into High Quality Solid Fuel and Biogas using an Advanced Hydrothermal Process”, Vortrag und Poster im Rahmen des 6th Doctoral Colloquium Bioenergy (DOC) von 18. – 19. September 2023, Göttingen.
- V. Scheff, T. Zeng und D. Laner, „Modellierung des Ascheschmelzverhaltens als Grundlage für den Einsatz biogener Rest- und Abfallstoffe in Biomassefeuerungen“, in 13. Wissenschafts-
kongress Abfall- und Ressourcenwirtschaft, A. Bockreis, Hrsg. Innsbruck: innsbruck university press, 2024, S. 111-115, DOI 10.15203/99106-120-5
- V. Scheff, G. Dürl, H. A. Raza, K. Kätzl, D. Laner, „Thermische Verwertung von Siebüberlauf aus der Bioabfallbehandlung vor dem Hintergrund einer energieeffizienten Ressourcennutzung“,
in Reader: 11. Statuskonferenz, Deutsches Biomasseforschungszentrum, Hrsg. DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH, 2023, S. 74–75