Fraunhofer UMSICHT: Biomassekraftwerke flexibel an den Energiebedarf anpassen
Wie lassen sich schwankende Erträge aus Wind- und Solarenergie besser mit dem lokalen Energiebedarf abstimmen? Das Verbundprojekt „biovolatil“ untersucht dafür, wie Biomassevergaser mit Blockheizkraftwerken (BHKW), Geothermie und bestehenden kommunalen Energiesystemen gekoppelt werden können. Ziel ist eine flexible und möglichst klimaneutrale Energieversorgung, die sich am tatsächlichen Bedarf orientiert. Gemeinsam mit seinen Projektpartnern erprobt das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT dafür technische und verfahrenstechnische Anpassungen. Ein neu entwickelter Reaktoreinsatz war bereits rund 3.000 Betriebsstunden im Einsatz; erste Versuche mit einer Produktgasrückführung sollen weitere Möglichkeiten zur Flexibilisierung erschließen.
Reaktoreinsatz für geringere Wärmebedarfe
Die Geometrie des Reaktoreinsatzes beeinflusst, wie viel Brennstoff ein Vergaser umsetzt und welche elektrische und thermische Leistung die Anlage bereitstellt. Im Projekt wurde deshalb ein alternativer Einsatz entwickelt und in einem Demonstrator getestet. Er soll ermöglichen, die Leistung eines Biomassevergasungs-BHKW gezielt an einen geringeren Wärmebedarf anzupassen.
Die Burkhardt GmbH erprobt die Konstruktion unter Praxisbedingungen. Der Reaktoreinsatz ist so ausgelegt, dass er sich mit vergleichsweise geringem Aufwand in bestehende Anlagen integrieren lässt. Eine erste Version war bereits rund 3.000 Betriebsstunden in Betrieb, derzeit wird eine optimierte Variante untersucht. Im Mittelpunkt stehen das Anlagenverhalten, die Betriebssicherheit und die Dauerhaltbarkeit. Perspektivisch könnten Betreiber ihre Anlagen im Rahmen regulärer Wartungsintervalle saisonal an den mittelfristigen Bedarf anpassen.
„Die Ergebnisse schaffen eine Grundlage, um solche flexiblen Anlagen künftig in reale Energiesysteme zu integrieren“, sagt Projektleiter Johannes Voß vom Fraunhofer UMSICHT.
Produktgasrückführung soll die Mindestlast senken
Ein weiterer Ansatz ist die Rückführung eines Teils des im Vergasungsprozess erzeugten Produktgases in den Reaktor. Erste Versuche zeigen laut Projektteam, dass sich damit das Betriebsverhalten beeinflussen und die minimale Anlagenlast verringern lässt. Weitere Tests sollen klären, wie groß das Flexibilisierungspotenzial ist und welche Betriebsstrategien sich daraus ableiten lassen.
Betriebsstrategien auf Basis kommunaler Daten
Die bisherigen Ergebnisse fließen in eine übergreifende Betriebsstrategie ein. Dabei untersucht das Projektteam verschiedene Konzepte zur Kopplung von Biomassevergasungs-BHKW und Geothermie. Reale, standortbezogene Daten aus den Energienetzen der Kommunen Oberhausen und Zittau dienen als Grundlage für die Bewertung. Anschließend werden die Konzepte anhand ökologischer und ökonomischer Kriterien miteinander verglichen.
„Wir diskutieren aktuell verschiedene Konzepte, um Biomassevergasungs-BHKW und Geothermie zu koppeln“, erklärt Johannes Voß.
Projektpartner und Förderung
Das Verbundprojekt „biovolatil“ wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert. Zum Konsortium gehören neben dem Fraunhofer UMSICHT die Burkhardt GmbH, die EnProCo Berlin GmbH, die Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geotechnologien IEG, die Hochschule Zittau/Görlitz und das ifeu-Institut. Als assoziierte Partner sind die Energieversorgung Oberhausen AG und die Stadtwerke Zittau GmbH beteiligt.
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT: Fraunhofer UMSICHT – Fraunhofer UMSICHT
