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Entwicklung eines innovativen Wirbelschichtvergasungssystems kleiner Leistung zur Nutzung biogener Reststoffe

Vergasung, die Überführung fester Brennstoffe in ein nutzbares Gas, wird seit vielen Jahrzehnten
entwickelt, ist aber bis auf einige Ausnahmen noch nicht Stand der Technik. Bisherige
Vergasungssysteme im Leistungsbereich bis 5 MW Brennstoffwärmeleistung stellen meist sehr hohe
Anforderungen an die Brennstoffqualität, wodurch derzeit keine Vergasungsanlagen verfügbar sind,
welche biogene Reststoffe verwerten können.
Diejenigen Reststoffe, welche keiner biologischen Verwertung zugeführt werden dürfen, werden derzeit
hauptsächlich verbrannt, um im besten Fall Dampf für industrielle Anwendungen bereitzustellen.
Die Vergasung bietet die Möglichkeiten auch ein hochwertiges Synthesegas aus diesen Reststoffen zu
erzeugen. Wie zahlreiche Initiativen beweisen unterliegen diese Technologien aber dem „Economy of
scale“ und sind für den Leistungsbereich bis 5 MW BWL (Brennstoffwärmeleistung) daher nicht
wirtschaftlich realisierbar.
Die Projektpartner haben in den letzten Jahren zahlreiche innovative Konzepte für Industrieunternehmen
entwickelt, welche einerseits Reststoffe an Entsorger verkaufen und andererseits Erdgas für deren
Prozesse verfeuern. Daraus ergibt sich ein großes Marktpotential für Gaserzeuger kleiner Leistung zur
Nutzung des Produktgases in der Leder-, Ziegel-, Zement-,-Baustoff- und anderen Industrien.
Daher haben sich die österreichischen Experten Dr. Zweiler, Prof.Pröll, Dr. Rauch, das Europäische
Zentrum für erneuerbare Energie mit Zuhilfenahme des TB Koch dazu entschlossen, ein
Luftvergasungssystem auf Basis einer stationären Wirbelschicht und nachgeschalteter Entstaubung in
einem Zyklon zur Nutzung von biogenen Reststoffen zu entwickeln.
Diese Sondierung beseitigt letzte Unschärfen zum Start eines in sich wirtschaftlichen Geschäftsmodells,
welches nach fünf verkauften Anlagen den Break-Even Point erreichen kann. Damit wird ein
volkswirtschaftlich kurzfristig verfügbarer Nutzen durch Vermeidung von CO2-Emissionen generiert. Bei
gesicherter Finanzierung könnte der ambitionierte Zeitplan der weiterführenden experimentellen
Entwicklung zur Errichtung eines Prototyps in 3-4 Jahren führen, wodurch die Technologieführerschaft
Österreichs gesichert wäre.
Die zweite Säule dieses Vorhabens ist die Sicherung der Ressourcen für diese Technologie. Das
Konsortium hat bereits umfangreiche Vorarbeiten zur Mobilisierung von Ressourcen, welche nicht in
Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen, geleistet. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der
Mobilisierung von biogenen Reststoffen, welche keiner biologischen Verwertung und damit wieder dem
Nährstoffkreislauf zugeführt werden dürfen.
Zur Entwicklung des ToughGas-Vergasungssystems bedient sich das Konsortium der jahrelangen
Erfahrungen im Anlagenbau und funktionierenden Wirbelschicht(vergasungs)systemen im Speziellen,
sowie über detaillierte Berechnungs- und Simulationsmodellen und den Synergieeffekten zwischen den
führend Experten im Bereich Vergasung.

Im Rahmen dieser Sondierung wurden folgende innovative Verfahrensschritte und Methoden in das
ToughGas-System integriert, um nach Abschluß die weitere Entwicklungstätigkeit zu definieren und das
Restrisiko genau zu beziffern:

Einsatz eines kostengünstigen, katalytisch aktiven Bettmaterials zur Reduzierung der Teerkonzentration im Produktgas

Einsatz eines zuverlässigen Brennstofffördersystems

Senkung der Investitionskosten durch Standardisierung

Erschliessung bisher ungenutzter Biomassebrennstoffpotentiale

Als weitere Option wurde die Integration einer Gaskühlung- und Reinigung vorgesehen, um Zielmärkte
zu bedienen, welche erhöhte Einspeisetarife für elektrischen Strom aus Biomasse bezahlen. Diese
Variante eröffnet auch die Möglichkeit das Produktgas teilweise in den Reaktor zurückzuführen. Ziel bei
der Entwicklung der Gasreinigung ist die Vermeidung von flüssigen Abfallstoffen während des
stationären Anlagenbetriebs.
Schlussendlich weist schon allein die Basisvariante z.Bsp. folgende entscheidende Vorteile auf: