OxyKlaer

Oxyfuel-Verbrennung zur Optimierung der umweltgerechten Klärschlammverwertung

#Minderung von Treibhausgasen und Umwelteffekten

#Prozessoptimierung

#Rest- und Abfallstoffe

#Bioenergy carbon capture and utilization (BECCU)

#Prozesswärme

01.01.2026

31.12.2028

FKZ-Nr.:

03EI5497

Das Projekt umfasst Laboruntersuchungen zur Brennstoff- und Aschecharakterisierung, Technikumsversuche bis 150 kW in einer umgerüsteten Wirbelschichtanlage sowie die Weiterentwicklung und Validierung numerischer Modelle für den Oxyfuel-Betrieb, mit besonderem Fokus auf der Optimierung der Aschequalität für das gesetzlich geforderte Phosphor-Recycling. Darauf aufbauend wird die Umsetzung in einer großtechnischen 20-MW-Klärschlammmonoverbrennungsanlage konzipiert und techno-ökonomisch bewertet, um den Technologie-Reifegrad von TRL 2–3 auf TRL 4–5 anzuheben und die Grundlage für eine erste großtechnische Demonstration zu schaffen.

Das Forschungsprojekt OxyKlär verfolgt das Ziel, die thermische Klärschlammverwertung technologisch weiterzuentwickeln und dabei Klimaschutz, Wärmewende und Ressourcensicherung systemisch miteinander zu verknüpfen. Hierzu wird die Oxyfuel-Verbrennung auf den anspruchsvollen Brennstoff Klärschlamm übertragen, um die Grundlage für eine effiziente CO₂-Abscheidung sowie eine optimierte Phosphor-Kreislaufführung zu schaffen. Der im Klärschlamm enthaltene Kohlenstoff ist zu großen Teilen biogenen Ursprungs ist und eröffnet so eine potenzielle CO₂-Senke von rund 1,5 Mio. t pro Jahr allein für Deutschland.

TEER verantwortet die laboranalytischen Grundlagenarbeiten zur Oxyfuel-Klärschlammverbrennung und die Planung, den Umbau und Betrieb der Oxyxfuel-Technikumsanlage. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Bewertung der Aschequalität im Hinblick auf die Phosphor-Rückgewinnung und der Ableitung verfahrenstechnischer Optimierungspotenziale.

Das WSA verantwortet die experimentelle Untersuchung der Reaktionskinetik in einer Laborwirbelschichtanlage sowie die Entwicklung und Validierung detaillierter Simulationsmodelle für die Oxyfuel-Verbrennung von Klärschlamm. Dabei werden Reaktions- und Transportprozesse modelliert und mit Labor- und Technikumsdaten abgeglichen. Ziel ist die Bereitstellung eines validierten, skalierbaren Simulationswerkzeugs zur Prozessoptimierung und Übertragung auf industrielle Maßstäbe.

Steinmüller Engineering GmbH bringt seine industrielle Expertise in Oxyfuel-Feuerungen, Wirbelschichttechnik und Rauchgasreinigung in Anlagenplanung, Umbau und Versuchsbegleitung ein. Zudem verantwortet das Unternehmen die Skalierung, techno-ökonomische Bewertung sowie die Entwicklung eines großtechnischen Umsetzungskonzepts.