Im Zuge dieses, aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung kofinanzierten Projektes, entwickelt die BIOS BIOENERGIESYSTEME GmbH eine neue Biomasse-KWK-Technologie. Hohe Wirkungsgrade, im Vergleich zu bestehenden Konzepten deutlich verbesserte Brennstoffflexibilität sowie eine verbesserte Wirtschaftlichkeit sollen diese Technologie auszeichnen.

• Als Mehrwertprodukte des Prozesses sollen neben Biokohle Ökostrom und Wärme die CO2-Emissionen des Energiesektors reduzieren.
• CFD (Computational Fluid Dynamics) simulationsbasierte Optimierung des Pyrolyseprozesses und Entwicklung der Pyrolysegasaufbereitung zur Wärme- und Stromerzeugung.
• Durchführung, Aus- und Bewertung von Testläufen an einer Versuchsanlage.
• Entwicklung von Anwendungskonzepten in der metallurgischen Industrie.

Performance-Test mit kleinen und Mittelgroßen Biomassefeuerungsanlagen bei Betrieb mit Agro-Biomasse. Entwicklung von Richtlinien für Nutzung von Agro-Biomasse in kleinen und mittelgroßen Feuerungsanlagen.

Um Pelletkaminöfen im sehr niedrigen Leistungsbereich wettbewerbsfähiger zu machen, zielt das Projekt auf die Entwicklung eines innovativen, kostengünstigen, emissionsarmen Pelletkaminofen im Mikromaßstab (1 bis 4 kW) ab. Kernelemente der neuen Technologie sollen ein neues Pellets-Beschickungssystem, ein neuartiges Rostsystem, eine CFD-gestützt entwickelte Brennkammer mit verbesserter Isolationsstrategie und ein Regelungskonzept, das auf innovativen Sensoren aufbaut, sein.

Entwicklung eines 5 kWel SOFC-KWK-Systems (Soli Oxide Fuel Cell) für Wohngebäude und gewerbliche Gebäude.

Es wurden 3 unterschiedliche Konzepte, die bereits ihre grundsätzliche Eignung für Biomasse-Klein/Mikro-KWK-Anwendungen unter Beweis gestellt haben, weiterentwickelt, techno-ökonomisch optimiert und zur Feldtestreife gebracht werden. Diese Technologien decken den elektrischen Leistungsbereich von einigen Watt hin bis zu 100 kW und somit den gesamten Bereich von Biomasse-Kleinfeuerungen ab.

Es wurden neue Technologien bzw. Komponenten für Scheitholz-Kaminöfen entwickelt und getestet, die zu maßgeblichen Emissionsreduktionen und Wirkungsgradsteigerungen führten. BIOS konzentrierte sich dabei auf die Entwicklung und Optimierung eines neuen, mit einer automatischen Regelung ausgestatteten, Scheitholzkaminofens der nächsten Generation, der durch die Nutzung von Primär- und Sekundärmaßnahmen (integrierter Hochtemperatur-Katalysator) extrem niedrige Emissionen und durch einen integrierten Wärmespeicher auf Basis von Phasenwechselmaterial (PCM) Wirkungsgrade von deutlich mehr als 90% erreichen kann.

Entwicklung einer hocheffizienten Biomasse-KWK-Technologie für den Leistungsbereich bis 10 MW Brennstoffwärmeleistung auf Basis eines Gegenstromvergasers, einer Gasreinigungsanlage und einer Brennstoffzelle (SOFC).

Entwicklung einer neuen Brennstoff-flexiblen Biomasse Klein-KWK Technologie auf Basis eines Gegenstromvergasers, einer Gasreinigungsanlage und einer Brennstoffzelle (SOFC). Leistungsbereich: bis 150 kW Brennstoffwärmeleistung.

Entwicklung einer besonders Brennstoff-flexiblen, emissionsarmen und effizienten Biomasse-Kleinfeuerungstechnologie basierend auf einem Festbett-Gegenstromvergaser, der direkt mit einem Gasbrenner und einem Kessel gekoppelt ist sowie einem Rauchgaskondensator.

Ziel dieses Projektes ist es, den Einsatz von verbrennungstechnisch problematischen Biomasse-Brennstoffen in kleinen und mittleren Anlagen (<10 MW) emissionsarm sowie energetisch und wirtschaftlich effizient zu ermöglichen, wobei primär neue Methoden zur Brennstoffkonditionierung (Additivierung und Brennstoffmischungen) und neue Technologie-konzepte entwickelt, getestet und bewertet werden sollen. Das beinhaltet die Durchführung und Bewertung von Laborreaktortestläufen und die CFD-gestützte Entwicklung, den Test und die Optimierung von Brennstoff-flexiblen Technologiekonzepten für 2 Leistungsklassen (<500 kWth und 0,5 bis 10 MWth) sowie techno-ökonomischen Bewertungen der neuen Technologien.

Entwicklung eines neuen Konzepts auf Basis Fast Pyrolyses für die Produktion von hoch qualitativem Bioöl bei hoher Ausbeute. Entwicklung einer neuen Methode zur Biomassevorbehandlung basierend auf Extraktion mit der leichten (wasserreichen) Fraktion des Pyrolyseöls zur Reduktion der Gehalte an Aschebildnern. CFD-Simulationen zur Weiterentwicklung einer mit Pyrolyseöl betriebenen Gasturbine. Als Resultat des gesamten Projekts soll ein Full-Scale Konzept der EnCat-Technologie erreicht werden. BIOS führt dazu techno-ökonomische Analysen der gesamten Prozesskette (vom Ausgangsmaterial bis hin zur Strom- und Wärmegewinnung mittels Turbinen und Motoren bzw. bis hin zu Automobilkraftstoffen) durch.

Wesentliche Zielsetzungen:

• Entwicklung ökologisch sinnvoller und praxisnaher Verwertungsverfahren für Holzaschen unter Berücksichtigung bereits verfügbarer Erkenntnisse aus nationalen und internationalen Vorprojekten.
• Bearbeitung der gesamten Prozesskette von der Verbrennungstechnik, über die Aufbereitung und Logistik bis zur Verwertung der Asche mit dem Ziel der Schließung von Kreisläufen bei gleichzeitiger Umweltverträglichkeit und unter Berücksichtigung einer wirtschaftlichen Umsetzbarkeit.
• Umfassende Bearbeitung und Beurteilung technologischer, land- und forstwirtschaftlicher sowie bodenkundlicher Aspekte unter Berücksichtigung des rechtlichen Rahmens und der ökonomischen Machbarkeit als Grundlage für entsprechende Umsetzungen der Ergebnisse in Verordnungen und Gesetzen.
• Konzentration auf realistische, möglichst einfache Holzascheverwertungsverfahren.