Resiliente kommunale Energiesysteme mit bedarfsgerechter Vergasung nachhaltiger Biomasse und mitteltiefer Geothermie. Teilprojekt: Teilprojekt: Flexible Konzepte für die Biomassevergasung

Allgemeine Informationen

Projektnummer	61005227
Projekttitel laut Förderbescheid	Resiliente kommunale Energiesysteme mit bedarfsgerechter Vergasung nachhaltiger Biomasse und mitteltiefer Geothermie Teilprojekt: Flexible Konzepte für die Biomassevergasung
Akronym	biovolatil
Projektlaufzeit	01.08.2025 - 31.07.2028
Forschungsschwerpunkt	Energie und Umwelt
Projektkategorie	Forschung
Zuordnung
Kompetenzfeld	Energie und Umwelt
Themengebiet	Thermische Konversion von Biomasse, Flexibilität
Grundeinheit	Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik
Projektwebseite	https://www.biovolatil.de/

Inhaltliche Projektbeschreibung

Thema des Vorhabens biovolatil ist die Erhöhung der energiebezogenen Resilienz von Kommunen durch autarke, klimaneutrale Energiegewinnung und -speicherung unter Einbeziehung nachhaltiger Biomasse und geothermischer Speicher. Energie aus Sonne und Wind ist fluktuierend, ebenso der Energiebedarf. Ein lokaler Ausgleich reduziert die Belastung der Netze. Dieser lokale Ausgleich kann durch Biomassevergaser mit Blockheizkraftwerken (BV-BHKW) und Geothermiesysteme (UTES) erweitert werden.

Die Vergasertechnologie nutzt bisher ungenutzte Potenziale nachhaltiger Biomasse. BV-BHKW sind je nach Typ für unterschiedliche Regelbereiche geeignet. Im Vorhaben werden zusätzlich Experimente an einem kommerziellen BV-BHKW durchgeführt, um die Einsatzfähigkeit zu optimieren und Daten für die Modellbildung zu generieren. UTES sorgen für einen saisonalen Wärmeausgleich und erhöhen die Effizienz der BV-BHKW. Dafür sind mitteltiefe UTES aufgrund des höheren Temperaturniveaus am besten geeignet. Ein Betrieb mit saisonaler Beladung erhöht außerdem deren Effizienz.

Um die Praktikabilität aufzuzeigen, werden eine städtische und eine ländliche Beispielkommune betrachtet. Diese werden hinsichtlich ihrer Potenziale bezüglich Biomasseverfügbarkeit und Geothermie bewertet. Außerdem werden die Energiedaten erfasst, um eine mögliche Integration des neuen Konzepts in das bestehende System aufzuzeigen. Die Bewertung der Standorte fließt dann in eine Optimierung des lokalen Energiesystems ein, mit Fokus auf den volatilen Ausgleich benötigter Energie durch BV-BHKW und UTES. Die Ergebnisse werden im Anschluss hinsichtlich ihrer Einsparung von Treibhausgasen, Autarkie zur Resilienzförderung und Wirtschaftlichkeit bewertet. Ebenso findet eine Szenarienentwicklung auf Basis der spezifischen lokalen Ergebnisse statt, die eine Übertragung des Konzepts auf andere Standorte ermöglicht.

Ein wichtiges Forschungsgebiet im Projekt der HSZG sind die BV-BHKW. Die energetische Verbrennung des Synthesegases aus Biomassevergasern in BV-BHKW führt durch die Kraft-Wärme-Kopplung zu einem sehr hohen Wirkungsgrad. Bei der Flexibilisierung der Anlagen entsteht ein Zielkonflikt zwischen Wirtschaftlichkeit und der Erfüllung komplexer Versorgungsaufgaben unter Einhaltung von Umweltanforderungen. Die Nutzung eines vielfältigen Spektrums an Rest- und Abfallstoffen ist dabei im Fokus. Für die bedarfsgerechte Bereitstellung elektrischer Regelleistung für Versorgungsnetze werden Mess- und Regelungskonzepte sowie Speichertechnologien für die zeitversetzte Wärmebereitstellung benötigt. Diese Arbeitspaket trägt zur Lösung der genannten Herausforderung bei und demonstriert das Konzept an einer Anlage im kommerziellen Maßstab.

Das zweite Aufgabengebiet betrifft die Modellierung und Optimierung der Energieversorgungssysteme. Die Anlagenmodellierung bildet die Basis für die Kopplung der neu betrachteten Symbiose aus BV-BHKW und Geothermie. Dazu werden zunächst die erforderlichen Daten der betrachteten Standorte und Anlagenkomponenten gesammelt und darauf basierend eine Modellierung der Komponenten aufgebaut. Die Modellierung fokussiert sich dabei auf die zeitlichen und den Lastzustand betreffenden Charakteristika der Komponenten. Ziel ist es, das Gesamtsystem nachzubilden und zu optimieren.

 

Weitere Daten

• Ansprechpartner

  • Herr Prof. Tobias Zschunke (Projektleitung)
  • Frau Ulrike Gocht

• Fördermittelgeber

  • 03EI5488D - BMWK/PTJ
  
  
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• Finanzierung

  • 191.582,12 €

• Kooperationen mit externen Partnern

  • Burkhardt GmbH
  • EnProCo Berlin GmbH
  • Fraunhofer-Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie IEG
  • Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
  • ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbHEnProCo Berlin GmbH