Kurzbeschreibung
Das übergeordnete Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines neuartigen, Biomasse-basierten BECCU-Konzepts für dezentrale Anwendungen (Brennstoffwärmeleistung bis zu 20 MW) zur Erzeugung von Wärme und grünem SNG mit einer Qualität, die für die direkte Einspeisung in das Gasnetz oder für den Einsatz in industriellen Gasbrennern geeignet ist. Es soll ein Anlagenkonzept entwickelt werden, das auf einem brennstoffflexiblen Biomasse-Gegenstromvergaser aufbaut, der direkt mit einem Gasbrenner gekoppelt ist. Mit dieser Technologie sollen nahezu Nullemissionen an Staub-, CO- und C org. sowie im Vergleich zum Stand der Technik um 90% reduzierte NOx-Emissionen erzielt werden. Letzteres soll durch die Entwicklung eines direkt in den Gasbrenner integrierten neuartigen Dreiwegekatalysators erreicht werden. Dieses System kann flexibel mit verschiedenen Kesseltypen (Heißwasser-, Thermoöl-, Dampfkessel) gekoppelt werden, was ein breites Einsatzspektrum ermöglicht. Dem Kessel nachgeschaltet ist eine neuartige Rauchgaskondensationsanlage auf Basis eines kombinierten Quench-/Füllkörperreaktors, die einen thermischen Wirkungsgrad von >90% erreicht (ca. 10% absolut mehr als konventionelle Systeme) und zusätzlich die HCl- und SO2-Gehalte des Rauchgases auf unter 1 ppm reduzieren soll. Das Vergasungs-/Verbrennungssystem soll für den Einsatz von mit Sauerstoff angereicherter Luft entwickelt werden, was im Vergleich zur konventionellen Luftverbrennung zu deutlich reduzierten Rauchgasströmen und höheren CO2-Gehalten führt und somit die Möglichkeit für eine kompakte (kostengünstige) nachfolgende Carbon Capture (CC) Anlage bietet. In einem innovative und lastflexiblen CC-Verfahren (Karbonatwäsche), sollen mehr als 90% des CO2 aus dem Rauchgas abgeschieden werden. Das Verfahren beruht auf einem innovativen Mikro-Blasenreaktor zur Erhöhung der Sorptionskinetik im Absorber und arbeitet bei niedrigeren Temperaturen als andere CC-Verfahren, was den Einsatz von Prozessabwärme zur Beheizung des Desorbers ermöglicht. Weiters soll eine innovative Absorptionsflüssigkeit eingesetzt werden, die aus Asche aus der Biomasseverbrennung hergestellt wird. Das abgeschiedene CO2 soll in einem neuartigen kompakten und lastflexiblen, einstufigen Methanisierungsprozess in grünes Methan (SNG) umgewandelt werden, wobei ein Rohrreaktor mit einem innovativen Kühl- und Katalysatorkonzept die Basis bildet. Optimierte Schnittstellen zwischen den Einheiten, kombiniert mit einem innovativen hydraulischen Konzept, sollen die Nutzung nahezu aller Abwärmeströme ermöglichen. Außerdem soll die Gesamtanlage flexibel zwischen 30 und 100% Wärmeleistung modulieren können (wärmegeführter Betrieb). Die im Projekt angewendete Methodik beruht auf industrieller Forschung auf der Grundlage von Modellierungen und Labortests zu spezifischen Fragen hinsichtlich der Hauptkomponenten. Darauf aufbauend, sollen die einzelnen Komponenten weiterentwickelt und eine Versuchsanlage, bestehend aus einer Biomassefeuerungsanlage mit 300-400 kW Brennstoffwärmeleistung, einer CC-Einheit und einer Methanisierungseinheit konzipiert und gebaut werden. An dieser Versuchsanlage sollen umfangreiche Testläufe durchgeführt werden, um die Technologie zu bewerten und schrittweise zu optimieren. Die Technologieentwicklung wird von Risikobewertungen, Wirtschaftlichkeitsanalysen sowie LCAs begleitet und auch mit Referenzsystemen verglichen, um die Vorteile der neuen Technik zu evaluieren.