Forschungsschwerpunkt Biomasse - Logistik und Konversion

Die HFR setzt in diesem Kompetenzfeld auf einen ganzheitlichen Forschungsansatz, um Grundlagen für die Umsetzung nachhaltiger Lösungsansätze beim Einsatz von Biomasse zu schaffen. 

Vorrangige Forschungsziele sind die Verbesserung der Effizienz und Nutzungsgrade, die Minderung von Emissionen und Umweltwirkungen, die Inwertsetzung bisher ungenutzter Biomassen, die weitergehende Erschließung durch Kaskadennutzung sowie die praxisgerechte Verbesserung der Rahmenbedingungen. 

Hierzu arbeitet die HFR mit einem Netzwerk von Vertretern aus Wirtschaft, Natur- und Umweltschutzverbänden, Wissenschaft und Politik zusammen an folgenden Schwerpunkten:

• Logistik u.a. mit den Teilbereichen Transport, Lagerung und Brennstoffqualität
• Konversion
• Innovative Verfahrenstechnik
• Potenzialermittlung
• Umweltrelevanz beim Einsatz von biogenen Brennstoffen und Konversion
• Ökonomische und rechtliche Aspekte der Konversion

Aktuelle Projekte

Aktuelle Projekte im Forschungsschwerpunkt Biomasse - Logistik und Konversion

KSI: Erstellung eines integrierten Klimaschutzkonzeptes für die Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg mehr weniger

Mittelgeber/Projektträger:

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Vermögen und Bau Baden-Württemberg über Projektträger Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) gGmbH

Laufzeit:

01.11.2022 – 31.03.2025

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Brunotte

Projektmitarbeiter/innen:

B.Sc. Nicole Veith

Beschreibung:

Die Hochschule Rottenburg (HFR) strebt danach, die Klimaneutralität (=Netto-Treibhausgasneutralität) zu erreichen. Im Zuge dieses ambitionierten Vorhabens wird ein ganzheitliches Klimaschutzkonzept für die Hochschule entwickelt. Diese Initiative wird im Rahmen der nationalen Klimaschutzinitiative vorangetrieben, die von der Bundesregierung ins Leben gerufen wurde, um Projekte zu unterstützen, die einen bedeutenden und nachhaltigen Beitrag zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen leisten.

Das Klimaschutzkonzept erfordert eine multidisziplinäre Herangehensweise sowie die Erarbeitung von evidenzbasierten Strategien, um die Netto-Treibhausgasneutralität zu erreichen. Dazu zählen die Identifizierung und Quantifizierung der Treibhausgasemissionen, ihre Reduzierung durch gezielte Maßnahmen an der Hochschule unter Berücksichtigung sozialwissenschaftlicher Aspekte wie die Akzeptanz von Klimaschutzmaßnahmen sowie die Auswahl geeigneter Technologien zur Deckung des Eigenbedarfs. Das Konzept basiert auf fundierten wissenschaftlichen Erkenntnissen im Bereich erneuerbarer Energien sowie Energie- und Materialeffizienz. Es umfasst die Erstellung verschiedener Szenarien mit einem umfassenden Maßnahmenkatalog, die Festlegung von klaren Zielen, die Entwicklung einer Strategie zur langfristigen Umsetzung und Kommunikation, Potenzialanalysen sowie die Ausarbeitung einer nachhaltigen Strategie.

Technological innovations in the management and production of sustainable energy in Araucaria Forest [ProCaria] mehr weniger

Mittelgeber/Projektträger:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), Deutscher Akademischer Austauschdienst (DAAD)

Laufzeit:

01.01.2023-31.12.2024

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO – Campus de Irati

Beschreibung:

Brasilien birgt ein erhebliches Potenzial für holzige Biomasse. Bekannt sind vor allem Kiefer- und Eukalyptusplantagen, die in erster Linie Holz für die Papier- und Zellstoffindustrie und die Sägeindustrie liefern. Die weitaus größere Quelle für den Rohstoff Holz erstreckt sich jedoch in Form des sekundären Naturwalds Wald Floresta Ombrófila Mista (FOM) auf rund 1,8 Millionen Hektar in den südlichen Bundesstaaten Brasiliens. Seit 2001 gelten in dieser Waldform rechtliche Beschränkungen für gefährdete Arten des FOM-Waldes, die schließlich zu einem Bewirtschaftungsverbot führten. Dies begünstigt allerdings die Ausbreitung invasiver Baumarten wie Hovenia dulcis Thunb., insbesondere in stark anthropogen beeinflussten Gebieten, wodurch der ursprüngliche Charakter des Waldes mehr und mehr verloren geht.

Das Projekt ProCaria, mit den Partneruniversitäten UNICENTRO aus Iratí und Universidade Federal in Curitiba strebt Lösungen für diese Situation an. Hauptziel von ProCaria ist die Entwicklung, Bewertung und langfristige Einführung von Biomassebereitstellungs- und Wertschöpfungsketten im Rahmen des Austauschs von Studierenden und Forschenden (Master of Science, PhD, PostDoc). Diese Initiativen tragen zur nachhaltigen Bewirtschaftung von FOM für die Bioökonomie bei, mit Fokus auf Einkommen aus nachhaltiger Bewirtschaftung und Biomassenutzung. Geplante Produktlinien umfassen Bioenergie, innovative Holzprodukte und fortschrittliche Biokohle, auch für die stoffliche Nutzung. Das vom DAAD unterstützte Projekt ermöglicht den internationalen Austausch von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, einschließlich brasilianischer ForscherInnen, die an der HFR zwischen 6 und 9 monatige Forschungsaufenthalte verbringen.

Aufbereitung von Holzaschen zur Kreislaufführung von Düngern und Wertstoffen [A-Wert] mehr weniger

Mittelgeber/Projektträger:

Geldspenden

Laufzeit:

01.10.2022 – 31.08.2024

Projektverantwortung:

Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth

Projektpartner:

Biomasse Heizkraftwerk Herbrechtingen GmbH, Fernwärme Ulm GmbH, SchwörerHaus KG

Projektmitarbeiter/innen:

M. Sc. Johanna Eichermüller

Beschreibung:

Aschen aus der Holzverbrennung und dabei insbesondere Flugaschen enthalten hohe Gehalte an umweltkritischen Metallen. Diese stellen deshalb einen Stoff dar, der aktuell aufwändig, in dafür geeigneten Deponien, meist untertage entsorgt werden muss. Dabei stellen diese Aschen einen Wertstoff dar, welcher nicht deponiert, sondern in Sinne des Kreislaufgedankens genutzt werden sollte. Denn Aschen enthalten Phosphor und andere für das Pflanzenwachstum relevante Elemente wie Kalium, Natrium, Schwefel, etc. Daneben werden die umweltkritischen Metalle und dazu zählen auch die Platingruppenmetalle Indium, Kobalt und Seltenerdmetalle, für Hightech- und Umwelttechnologien benötigt.
Ziel
Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Aufbereitung von Holzaschen, um diese als Rohstoff für eine biobasierte Kreislaufwirtschaft zu erschließen. Um die Asche im Sinn einer konsequenten Kreislaufführung vom Schadstoff zum Wertstoff zu transformieren wird ein Verfahren benötigt welches Spurenelemente aus Aschen abtrennt. Damit soll die Asche in eine Düngemittelfraktion und eine Schwermetallfraktion aufgetrennt werden. Die Düngemittelfraktion soll dann direkt oder nach weiterer Aufbereitung als Substitut für künstliche Dünger zur Verfügung stehen. Die Schwermetallfraktion soll metallurgischen Prozessen zugeführt werden können und damit knappe Rohstoffe, welche nach Deutschland importiert werden müssen, substituieren. Im Ergebnis sollen damit im Sinne eines Urban-Mining Ansatzes Deponien sowie Primärrohstoffe geschont werden.

LangEFeld - Langzeitmonitoring und Funktionalität von Staubabscheidern für Einzelraumfeuerungen im Feld mehr weniger

Long-term monitoring and functionality of particulate matter separators for individual room heating appliances in the field.

Mittelgeber/ Projektträger:     

Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)/Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

Laufzeit:

01.01.2023 – 31.12.2025

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

Technologie- und Förderzentrum (TFZ), Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ), Kutzner + Weber GmbH, OekoSolve AG, Exodraft A/S

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Julian Drewes
M.Sc. Florian Empl

Beschreibung:

Im Vorhaben „LangEFeld“ wird erstmals in Europa ein Langzeit-Monitoring von Elektroabscheidern im Feld an Einzelraumfeuerungsanlagen wie Pellet- und Kaminöfen durchgeführt. Hierbei sollen die Wirksamkeit, Verfügbarkeit und mögliche Alterungseffekte der Elektroabscheider, v.a. die Abscheideeffizienz im Echtbetrieb untersucht werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Prüfung und Entwicklung von geeigneten Messverfahren zur Ermittlung des Abscheidegrads und zur Bestimmung der Partikelanzahl und Partikelgrößenverteilung. Daraus werden Empfehlungen an die Praxis hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Vermeidung von Fehlbedienungen formuliert. Gleichzeitig werden Grundlagen erarbeitet, um zukünftig effektive Staubminderungsmaßnahmen zu entwickeln sowie wirkungsvolle Benutzerregeln und angepasste Fördermaßnahmen für die nachrüstbaren Komponenten zu etablieren. Das Projekt nutzt die gewonnenen Erkenntnisse und Prüfstände an den drei beteiligten Institutionen auch, um die erheblichen Wissenslücken in der Langzeitwirkung von Katalysatoren zu schließen, die ebenfalls als ein vielversprechendes Instrument zur Reduktion der organischen Emissionen aus Holzfeuerungen gelten.

In the "LangEFeld" project, long-term monitoring of electrostatic precipitators in the field is being carried out for the first time in Europe on single room combustion systems such as pellet and wood stoves. The aim is to investigate the effectiveness, availability and possible ageing effects of the electrostatic precipitators, especially the separation efficiency in real operation. An important aspect is the testing and development of suitable measurement methods to determine the capture efficiency and to determine the particle number and particle size distribution. From this, recommendations will be formulated for practical application with regard to operational safety and the avoidance of operating errors. At the same time, basic principles are being worked out in order to develop effective dust reduction measures in the future and to establish effective user rules and adapted conveying measures for the retrofittable components. The project is also using the knowledge gained and the test benches of the three participating institutions to close the considerable gaps in knowledge about the long-term effectiveness of catalytic converters, which are also considered a promising instrument for reducing organic emissions from wood combustion devices.

Links:

• Meldung Hochschule Rottenburg
• TFZ Bayern

Modellregion grüner Wasserstoff – Leuchtturm H2-Grid: Vernetzung von dezentraler Wasserstofferzeugung und Verbrauch [H2-Grid] mehr weniger

Projektträger:     

Europäische Union – Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg

Laufzeit:

03.03.2022 – 28.02.2027

Projektverantwortung:

Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth

Projektpartner:

FairEnergie GmbH
FairNetz GmbH
Hochschule Reutlingen / Reutlingen University
Stadtwerke Mössingen
Stadtwerke Rottenburg am Neckar GmbH
Stadtwerke Tübingen GmbH
Sülzle Holding GmbH & Co. KG
Technische Hochschule Ulm

Projektmitarbeiter/innen:    

B.Sc. Svenja Ott

Beschreibung:

Das Leuchtturmprojekt H2-Grid erprobt dezentrale Konzepte und weist deren Funktion durch vernetzte Demonstratorsysteme in der Modellregion für eine ökologisch und ökonomisch effiziente Integration von Elektrolyseuren in Haushalte, Industriebetriebe (KMUs), Quartiere und Kommunen in einem Konzept nach.

In diesem Konzept wird der erzeugte Wasserstoff an Abnehmer (Wasserstoffzug, Wasserstofftankstellen, ÖPNV, Industrie) in der Region abgegeben. Die beim Elektrolyseprozess entstehende Wärme wird über ein Wärmenetz genutzt, der entstehende Sauerstoff nach Bedarf einer direkten Nutzung zugeführt.

Der innovative Charakter des Projekts besteht in der optimierten Betriebsführung durch ein sektorübergreifendes, prognosebasiertes Demandmanagement, das die Verfügbarkeit von grünem Strom einerseits und die Wasserstoff- und Wärmebedarfe andererseits berücksichtigt und so zu einem ökonomisch und ökologisch optimierten Betrieb führt. Zusätzlich werden Aspekte wie die Netzdienlichkeit des Anlagenbetriebs berücksichtigt.

Das Engineering umfasst den Aufbau der Elektrolyseure, Fragen der Gasübergabe und -speicherung, die Sektorkopplung, eine prognose- und angebotsgesteuerte Regelung der Gesamtanlagen, die Teillastoptimierung der Elektrolyseure sowie die Erprobung von lokalen und netzübergreifenden Regelstrategien unter Einbeziehung des virtuellen Kraftwerks Neckar-Alb und der kommunalen Netzleitstellen.

Ziel:

Erprobung dezentraler netzdienlicher Konzepte zur Erzeugung von grünem Wasserstoff.

Aufwertung lokaler Märkte durch Nutzung biogener Reststoffe [LevelUp] mehr weniger

Projektträger:

Bundesministerium für Bildung und Forschung

Laufzeit:    

29.07.22-28.07.25

Projektverantwortung:

• Prof. Dr. Stefan K. Pelz,
• Prof. Dr. Steffen Abele

Projektpartner:

• University of Energy and Natural Ressources (UENR) Sunyani, Ghana,
• Novis GmbH,
• Neyer Brainworks GmbH,
• AHT Syngas Gruppe

Projektmitarbeiter/innen:

• M.Sc. Ralf Mueller,
• M.Sc. Florian Empl
• Joseph Yankyera Kusi (Externer Doktorand, Gastwissenschaftler)
• M.Phil. Agricultural Economics Felix Kwame Ayenyebo

Beschreibung:

Das Ziel des Projekts „LevelUp“ ist die Erforschung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit eines dezentralen Energiesystems basierend auf lokalen biogenen Reststoffen aus Agrar- und Forstwirtschaft für die zuverlässige und nachhaltige Versorgung mit Strom, Wärme, Kälte und Biogas in Westafrika, mit besonderem Fokus auf Ghana. Zu diesem Zweck wird gemeinsam mit den Partnerunternehmen eine Mehrkomponenten-Forschungsanlage auf dem Campus der University of Energy and Natural Ressources (UENR) in Sunyani, Ghana entwickelt und implementiert. Die Anlage besteht aus den Prozesskomponenten Biomasseaufbereitung (incl. solarthermische Trocknung), Biomassevergasung, Biomasse-fermentation und Kälteerzeugung (Absorptionskälteanlage). Das Gesamtziel des Verbundes ist die erfolgreiche Entwicklung und Installation, die spezifische Optimierung und umweltrelevante Einordnung des Systems, die Schulung von MitarbeiterInnen für die Inbetriebnahme und den Betrieb der Gesamtanlage sowie die zukünftige Vermarktung inklusive eines private-public-partnership Betreibermodells, das die Grundlage für einen Transfer des Energiesystems in die Breite darstellt.

The aim of the "LevelUp" project is to research the technical and economic feasibility of a decentralised energy system based on local biogenic residues from agriculture and forestry for the reliable and sustainable supply of electricity, heating, cooling and biogas in West Africa, with a special focus on Ghana. For this purpose, a multi-component research plant is being developed and implemented together with the partner companies on the campus of the University of Energy and Natural Resources (UENR) in Sunyani, Ghana. The plant consists of the process components biomass preparation (incl. solar thermal drying), biomass gasification, biomass fermentation and cooling (absorption chiller). The overall goal of the network is the successful development and installation, the specific optimisation and environmentally relevant classification of the system, the training of employees for the commissioning and operation of the entire plant as well as the future marketing including a private-public-partnership operator model, which represents the basis for a transfer of the energy system on a broad scale.

Abgeschlossene Projekte

Abgeschlossene Projekte im Forschungsschwerpunkt Biomasse - Logistik und Konversion

Kurzstudie: Holzbasierte Bioökonomie in Baden-Württemberg - Analyse der Datenlage zu Holz-Stoffströmen [BKS] mehr weniger

Projektträger:

Plattform Erneuerbare Energien Baden-Württemberg e.V. (Plattform EE BW) mit Unterstützung durch den Deutschen Säge- und Holzindustrie Bundesverband e. V. (DeSH) und den Holzenergie-Fachverband Baden-Württemberg e. V. (HEF)
 

Laufzeit:

01.05.2021 – 30.09.2022

Projektverantwortung:

Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth

Projektmitarbeiter/innen:

M. Sc. Johanna Eichermüller

Beschreibung:

Holz ist einer der wichtigsten heimischen nachwachsenden Rohstoffe und Kernelement einer klimaneutralen Wirtschaftsweise unter dem Leitgedanken einer kreislauforientierten Bioökonomie.

Im Forschungsprojekt BKS werden die derzeit verfügbaren Daten zu regional verfügbaren Potenzialen an Holz in Baden-Württemberg gesammelt, dokumentiert und aufbereitet. Offizielle Erhebungen zu Waldbeständen, Holzzuwächsen und –entnahmen deuten darauf hin, dass das Potenzial zur Nutzung von Holz im Land noch nicht ausgereizt ist.

Allerdings fehlt eine detaillierte Erfassung aller Holzstoffströme entlang der gesamten Wertschöpfungskette, um das nachhaltige Nutzungspotenzial von Holz exakt zu beziffern. Ein solches Monitoring gibt es z. B. in den Nachbarländern Österreich, Schweiz und Bayern, die ähnlich reich an Wald wie Baden-Württemberg sind. Eine solche Datengrundlage wird sowohl für die politische Weichenstellung (z. B. die Weiterentwicklung von Förderinstrumenten oder mögliche Einschränkungen bei der Holznutzung) als auch für unternehmerische Investitionsentscheidungen dringend benötigt.

Die Ergebnisse der Kurzstudie: Holzbasierte Bioökonomie in Baden-Württemberg - Analyse der Datenlage zu Holz-Stoffströmen sollen die Grundlage liefern für ein umfassender angelegtes Forschungsprojekt zur Erfassung und zum Monitoring der Stoffströme für die Holzwirtschaft in Baden-Württemberg.

Die Studie sowie begleitende Informationen sind auch unter diesem Link frei verfügbar.

Downloads:  

Kurzstudie: Holzbasierte Bioökonomie Baden-Württemberg: Analyse der Datenlage zu Holz-Stoffströmen | PDF

Hochwertige Produkte aus forst- und landwirtschaftlichen Reststoffen durch Anwendung hydrothermaler Karbonisierung (HTC) [REST2VALUE] mehr weniger

Projektträger:     

Ministerium für Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg

Laufzeit:    

01.12.2020 bis 31.08.2021

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE 

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Gregor Sailer

Beschreibung: 

Deutschland hat zum Ziel sich im internationalen Vergleich zu einem dynamischen Innovationsstandort für bio-basierte Produkte, Energien, Verfahren und Dienstleistungen zu entwickeln. Zugleich soll Verantwortung für den Klima-, Ressourcen- und Umweltschutz übernommen werden. Diese Ziele sind auch in den gesetzlichen Rahmenbedingungen (nationale Bioökonomiestrategie) verankert.

Eine effiziente Nutzung von Biomasse und Reststoffen ist ein Schlüsselelement für eine Bioökonomie und das kreislauforientierte Wirtschaften. Das Forschungsprojekt REST2VALUE der Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg und des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme zielt darauf ab „Low-Value“ Ausgangsstoffe primär land- und forstwirtschaftlicher Herkunft mit der Hilfe der HTC-Technologie in „High-Value“ Produkte zu wandeln. Die HTC-Technologie nutzt Wasser als Reaktionsmedium und ermöglicht den Einsatz feuchter Ausgangsmaterialien sodass Kosten für energieintensive Trocknungsverfahren entfallen. HTC bietet weiterhin die Möglichkeit Stoff- bzw. Produkteigenschaften nach Bedarf zu beeinflussen. Es können sowohl Feststoffe als auch Flüssigkeiten hergestellt werden. Die geplanten Anwendungen erfüllen die Ziele der Bioökonomiestrategie dadurch, dass Koppelprodukte durch Kaskadennutzung zu hochwertigen Produkten weiterverarbeitet werden.

Im Speziellen werden die Verwertungsmöglichkeiten von festen wie flüssigen HTC-Produkten aus landwirtschaftlichen (z.B. Gärreste aus Biogasanlagen) und forstwirtschaftlichen Reststoffen (z.B. in steigendem Umfang anfallendes Schadholz) betrachtet. Da die Weiterentwicklung von Biogasanlagen und die möglichst wertschöpfende Holznutzung vor dem Hintergrund aktueller Marktentwicklungen (z.B. auslaufende EEG-Förderung von Biogasanlagen oder Preisverfall von Holz durch Umweltereignisse) für die ländlichen Räume eine enorme Relevanz haben, stehen die quantitativ relevantesten Gärresttypen und Holzsortimente im Vordergrund von REST2VALUE. Zusätzlich werden aber auch weitere Ausgangsmaterialien mit hohem Kohlenstoff-Potenzial wie kommunale Bio- und Grünabfälle oder Klärschlamm untersucht. Diese Materialien ergänzen die land- und forstwirtschaftliche Rohstoffpalette. 

Durch eine umfassende physikalisch-chemische Charakterisierung der in REST2VALUE selektierten Ausgangsmaterialien und der Produkte nach dem HTC-Prozess wird das Potenzial des Verfahrens evaluiert. Ziel ist hierbei insbesondere die Erzeugung von hoch-reinen Kohlenstoffen und deren stoffliche Verwertung (z.B. für die Elektro- bzw. Thermo-Katalyse wie beispielsweise in Brennstoffzellen). Weitere stoffliche (z.B. Dünger, Chemikalien, Pflanzenkohle) sowie energetische (z.B. emissionsarme Brennstoffe) Einsatzmöglichkeiten runden das Spektrum vielversprechender Verwertungspfade ab. Die Erhöhung der Wertschöpfung durch die Weiterverarbeitung von Reststoffen zu biobasierten Produkten stärkt die Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Wirtschaft, insbesondere im ländlichen Raum. 

Evaluierung von Schnellmesstechnik zur Brennstoffanalytik in Holz-(Heiz-) Kraftwerken (EBA-Holz) mehrweniger

Evaluation of high-speed measurement technology for fuel analysis in wood (heating) power plants.

Projektträger:     

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V.

Laufzeit:  

01.01.2020 – 31.12.2022

Projektverantwortung:

Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth 

Projektpartner:

• Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe
• APC Analytics GmbH
• Biomasseheizkraftwerk Herbrechtingen GmbH
• EnBW
• MVV EnergySolutions GmbH
• Stadtwerke Heidleberg
• Steag New Energies GmbH

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Felix Endriss

Beschreibung: 

Im Zentrum des Vorhabens „EBA-Holz“ stehen die Weiterentwicklung bereits auf dem Markt befindlicher, einfacher und zum Teil mobiler Schnellmesstechnik sowie die Neuentwicklung leistungsfähigerer und in den Prozessablauf als Steuerungskomponente integrierbarer Schnellmessverfahren zur Brennstoffanalytik in Holzheiz-(Kraft-)Werken. Bestreben der Arbeiten ist die Bereitstellung von kommerziell verfügbaren Messtechnologien zur Optimierung des Betriebs von mittleren und großen Holzfeuerungsanlagen mit dem Ziel, sowohl Treibhausgase (THG) als auch weitere Luftschadstoffemissionen zu reduzieren. Gleichzeitig haben eine über die Brennstoffqualität erfolgende Prozesssteuerung oder der Einsatz einer definierten, hohen Brennstoffqualität das Potenzial, mechanische Störungen und Probleme im Betriebsablauf von Heiz- (Kraft-)werken signifikant zu minimieren sowie die Effizienz der Verbrennung zu verbessern und damit die THG-Emissionen zu reduzieren. Mit der Evaluierung und Optimierung bereits vorhandener Technologien werden vor allem Optionen für die Anwendung in mittleren Feuerungsanlagen bis ca. 10 MW Feuerungswärmeleistung (FWL) und für den Einsatz bei Brennstofflieferanten (z. B. Biomassehöfe) bereitgestellt werden. Mit der Neuentwicklung einer in den Prozessablauf von Heiz-(Kraft) Werken integrierter Technologie, welche wesentlich mehr Brennstoffparameter bestimmen kann als alle derzeit auf dem Markt befindlichen Systeme, soll eine Option bereitgestellt werden, welche es vor allem großen Feuerungsanlagen ab ca. 10 MW FWL ermöglicht, auf die sich ändernden gesetzlichen Rahmenbedingungen zu reagieren und ihre THG und Luftschadstoffemissionen dadurch signifikant zu reduzieren.

The central points of the "EBA-Holz" project are the further development of simple, partly mobile high-speed measuring technology already on the market, as well as the new development of rapid measurement methods for fuel analysis in wood heating (power) plants, which are more efficient and easily to be integrated in the process sequence as a control component. The aim of the work is the provision of commercially available measurement technologies to optimize the operation of medium and large wood combustion plants with the aim of reducing both greenhouse gases (GHG) and other air pollutant emissions. At the same time, process control based on fuel quality or the use of a defined, high fuel quality have the potential to significantly minimize mechanical disturbances and problems in the operation of heating (power) plants, as well as the improvement of combustion efficiency and thus the reduction of GHG emissions. With the evaluation and optimization of already existing technologies, options for the application in medium firing systems up to approx. 10 MW firing heat output and for fuel suppliers (eg biomass yards) will be provided. With the new development of a technology integrated in the process flow of heating (power) plants, which can determine significantly more fuel parameters than all systems currently on the market, an option will be provided, which is particularly important for combustion plants larger than 10 MW to react to changing legal conditions and thereby significantly reduce their GHG and air pollutant emissions.

Lignozelluläre Biomasse aus dem Offenland: Potentiale - Stoff-ströme – Restriktionen [BioOff] mehrweniger

Projektträger:

Land Baden-Württemberg/MWK

Laufzeit:

01.01.2015 – 30.06.2017

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Rainer Luick

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.- Geographin Christina Eilers

Beschreibung:

Kurzfassung: Das von der Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg (Prof. Dr. Rainer Luick) in Kooperation mit der Universität Freiburg zur Förderung eingereichte Forschungsvorhaben (Kurztitel: Biomasse aus dem Offenland) adressiert die Thematik der lignozellulären Biomasse aus dem Offenland. Diese Biomasse wird oft auch als Landschaftspflegematerial bezeichnet.

Gegenstand des Vorhabens ist die Analyse und Darstellung bereits etablierter Nutzungen und vorhandener Potentiale lignozellulärer Biomasse aus dem Offenland. Insbesondere sollen Arten und Typologien bestehender Erfassungsstrukturen, bestehende Verwertungslinien und –wege sowie Aufkommensarten und deren regionale Verteilung untersucht werden. Ein expliziter Fokus wird in der Analyse und Darstellung von mutmaßlich bestehende Konfliktlagen und Bewirtschaftungsrestriktionen bezogen auf Nachhaltigkeits- und Biodiversitätsziele (insbesondere zu den ökologischen Funktionalitäten) liegen.

Zur Biomasse aus dem Offenland werden Aufkommensarten gestellt, die außerhalb der geregelten land- und forstwirtschaftlichen Nutzung durch vielfältige pflegende Maßnahmen anfallen. Bekannte Beispiele sind Materialherkünfte aus:

• Pflege (Bewirtschaftung) von Hecken, Sträuchern, Waldrändern, (Streu-)Obstwiesen
• Management von Biotopen, Schutzgebieten
• Gewässerrandpflege, Lichtraumpflege entlang von Verkehrswegen und Leitungstrassen
• Park- und Gartenpflege, Baumschnitt, Biomasse aus Sicherungsarbeiten

Das Vorhaben gliedert sich in die folgenden Arbeitspakete:

• AP 1: Darstellung der bereits erfassten Biomassemengen, vorhandener Erfassungs- und Logistikketten sowie des Verbleibs und der Verwendung der Offenlandbiomasse auf Landkreisebene.
• AP 2: Bestehende Nutzungen von Landschaftspflegebiomasse in bestehenden Wärmekraftwerken.
• AP 3: Ableitung des technisch-wirtschaftlichen und ökologischen Potentials zur Validierung/ Eichung der Geodaten-basierten Potentiale anhand von stratifizierten Stichproben in Typusgebieten.
• AP 4: Entwicklungsmöglichkeiten zur zusätzlichen Bereitstellung von Biomasse aus dem Offenland im Rahmen von Ökosystemdienstleistungen.
• AP 5: Qualitätsparameter der erfassten Biomasse.
• AP 6: Analyse der naturschutzrechtlichen Restriktionen und ökologischen Funktionen.

Wesentliches Ziel des Forschungsvorhabens ist eine valide Abschätzung (ob es und geographisch wo) ökologisch nachhaltig und wirtschaftlich mobilisierbare Biomassepotentiale aus dem Offenland vorhanden sind. Diskutiert werden sollen auch die sich daraus ergebenden energiepolitischen und bioökonomischen Optionen. Die Ergebnisse dienen auch dazu, einen methodischen Abgleich der über Geodaten (LaserScan-Daten) ermittelten theoretische Potentiale zu ermöglichen.

In das Vorhaben ist die Universität Freiburg, dort Professur für Fernerkundung und Landschaftsinformationssysteme (Prof. Dr. Barbara Koch), als Kooperationspartner eingebunden. Der renommierte Partner verfügt über umfangreiche Expertise zur Analyse von Luftbilddaten. Es soll gemeinsam ein Verfahren getestet und validiert werden, wie und ob mittels LaserScan-Daten Biomassevolumina im Offenland bilanziert werden können. 

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Qualitäts-Energiepellets auf der Basis verschiedener Lignozellulose durch innovatives Brennstoffdesign und Anwendung hydrothermaler Karbonisierung –Beitrag für eine saubere Wärmebereitstellung in Chile und Deutschland [BiColim] mehrweniger

Projektträger:

Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF),Programm IB-AMERIKA, WTZ mit Chile 2015

Laufzeit:

01.11.2016 – 31.10.2019

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Steffen Pelz

Projektpartner:

Universidad de Santiago de Chile (USACH)
Depto. de Ingeniería Química
Facultad de Ingeniería
Prof. Dr. Luis Alonso Diaz Robles

Projektmitarbeiter/innen:

Dr. Paczkowski, Sebastian

Beschreibung:

Hintergrund
Biomasse hat in Chile eine enorme Bedeutung in der Energiebereitstellung mit über 22 % an der Gesamt-Endenergie des Landes. Fast 80 % der Wärme wird auf der Basis von Brennholz in Kleinfeuerungsanlagen bereitgestellt. Aufgrund der hohen Feinstaubbelastung durch Holzfeuerungen, vor allem in den Städten, müssen neue Wege gesucht werden, die auf eine Verbesserung der Anlagentechnologie sowie auf eine Verbesserung und Standardisierung der Biomasse-Brennstoffe abzielen. Das verstärkte Setzen auf die Installation von Pelletfeuerungen ist eine der möglichen Maßnahmen.

Da Chile einer der bedeutendsten Standorte der Zellstoffbranche weltweit ist, kann davon ausgegangen werden, dass der Zugriff auf Rohstoffe für Pellets aus der nationalen Sägebranche eher begrenzt ist, während die bisher kaum genutzten Ressourcen des natürlichen Hartlaubwaldes eine fast unerschöpfliche Rohstoffquelle darstellen. Es kann auf zahlreiche Holzarten zurückgegriffen werden, die bisher nur in geringem Umfang genutzt werden. Auch in Deutschland können Tendenzen einer Rohstoffverknappung für die Pelletherstellung beobachtet werden. Ein wichtiges Ziel für beide Länder ist es deshalb, neue Quellen für die Herstellung von Energiepellets zu erschließen und Verfahren zu entwickeln, die bisher nicht genutzte oder geringwertigere Lignozellulose-Rohstoffe zu Qualitätsbrennstoffen machen.

Projektziele
Ziel ist es deshalb hier, geeignete Mischungen verschiedener Holz- sowie weitere Lignozellulosearten zu pelletieren und mit Hilfe des HTC-Verfahrens (Hydro Thermale Carbonisierung) zu veredeln.
In der Praxis der industriellen Pelletierung sowie in verschiedenen FuE-Projekten - auch an der Hochschule Rottenburg - wurde aufgezeigt, dass unter gewissen Rahmenbedingungen auch mit Rohstoffen außerhalb des klassischen Sägerestholzes akzeptable Pelletqualitäten erzielt werden können. Bei gezielter Optimierung, etwa durch Mischungen und die Zugabe von Additiven, lassen sich hierbei erstaunlich günstige Emissionswerte erreichen. Folgende wissenschaftliche und technische Arbeitsziele stehen deshalb im Mittelpunkt des Projekts:

• Identifikation zusätzlicher Rohstoffpotenziale (technische und wirtschaftliche Potenziale nach operationalen Nachhaltigkeitskriterien) für die Herstellung qualitativ hochwertiger und standardisierbarer Energiepellets unter der Berücksichtigung der geltenden Normen
• Charakterisierung verschiedener Rohstoffgruppen (D: Laubholz, KUP, Rinde; Chile: verschiedene native Holzarten) nach physikalisch und konversionstechnisch relevanten Parametern
• Identifikation von industrietauglichen Rohstoffkompositionen für die wirtschaftliche Produktion von Energiepellets
• Produktion und Prüfung der produzierten Pellets vor dem Hintergrund der geltenden Brennstoffnormen und Zertifikate wie ENplus
• Untersuchung des Einflusses der hydrothermalen Karbonisierung auf Rohstoffe sowie auf Pellet-Qualitätsparameter
• Untersuchung des Emissionsverhaltens der erzeugten Pelletsorten in den relevanten Feuerstätten (Raumheizer, Kessel im Leistungsbereich: 5 kW bis 20 kW)
• Beispielhafte Darstellung von erfolgversprechenden Wertschöpfungsketten (vom Rohstoff bis zur Energiebereitstellung) und Bewertung der Wirt-schaftlichkeit des HTC-Verfahrens für die untersuchten Rohstoffe

Entwicklung eines kompakten und kostengünstigen Gewebefilters für Biomassekessel [Gewebefilter] mehrweniger

Projektträger:

• Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe
• Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft

Laufzeit:

01.03.2018 – 29.02.2020

Projektverantwortung:

• Prof. Dr.-Ing. Harald Thorwarth (HFR)
• Dr.-Ing. Ulrich Vogt (Uni Stuttgart)

Projektpartner:

• Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik – IFK, Uni Stuttgart
• LK Metallwaren GmbH
• Oskar Winkel Filtertechnik

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Björn Baumgarten

Beschreibung:

Biomasse ist eine der wichtigsten erneuerbaren Energiequellen in Europa. Insbesondere bei der Wärmeerzeugung spielt Biomasse eine sehr große Rolle und stellt 2/3 des Anteils der Erneuerbaren Energien. Neue Abgasgrenzwerte stellen insbesondere Kleinfeuerungsanlagen vor eine Herausforderung und können nur mithilfe hochwertiger Brennstoffe wie Holzpellets eingehalten werden.
Deshalb soll im Rahmen dieses Projektes ein neuartiger, günstiger Filter auf Basis eines Metallgewebes entwickelt werden, der den Einsatz eines größeren Spektrums an Brennstoffen ermöglicht.
Das Institut für Feuerungs- und Kraftwerkstechnik der Universität Stuttgart (IFK) hat, in Zusammenarbeit mit der LK Metallwaren GmbH in Schwabach und mit Unterstützung des externen Beraters Oskar Winkel Filtertechnik ein funktionsfähiges Muster eines Gewebefilters mit allen notwendigen Komponenten für einen zuverlässigen und betriebssicheren Filterbetrieb entwickelt (FNR-Projekt FKZ 22031611). Hierzu war auch die Entwicklung eines Standard-Prüfablauf zur Durchführung von vergleichbaren Messungen notwendig. Zur Umsetzung der Entwicklungsergebnisse in ein Serienprodukt ist noch eine weitere Entwicklungsstufe notwendig, die Gegenstand dieses Projektes ist. Im Rahmen dieses Projektes sollen noch weitere Filtergewebe und Abreinigungsmethoden getestet werden, um hier die geeignetste Kombination zu ermitteln.
Mögliche Kandidaten sind die konventionelle Jet-Abreinigung sowie eine Reinigung per Ultraschall.
Diese Untersuchungen sollen unter standardisierten Bedingungen erfolgen. Aufbauend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen im Technikum soll ein erster Prototyp des Filters für den praktischen Einsatz an einer Feuerungsanlage entwickelt und gebaut werden. Nach Funktionstests mit dem Prototyp auf dem Prüfstand soll dieser an einer bestehenden Feuerungsanlage installiert und dort für eine längere, aussagekräftige Betriebszeit im Einsatz sein.
Wesentliches Ziel dieses Tests ist der Nachweis der Praxistauglichkeit der entwickelten Filterlösung, das Sammeln von Betriebserfahrungen und weiterer Erkenntnisse, die zum Aufbau eines Vorserienmodells des Filters nötig sind. 

Innovative Verfahrensketten für Holzbrennstoffe; Teilvorhaben 2: Innovatives Aufbereitungskonzept für HHS – Mechanisches Pressverfahren für Holzhackschnitzel [InnoFuels] mehrweniger

Projektträger:

• Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
• Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)

Laufzeit:

01.10.2018 – 30.09.2021

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Technologie- und Förderzentrum im Kompetenzzentrum für Nachwachsende Rohstoffe (TFZ)
• Bohnert-Technik GmbH
• Alvatec GmbH & Co. KG

Projektmitarbeiter/innen:

• M.Sc. Victoria Knappe
• M.Sc. Michael Russ

Beschreibung:

Das Ziel des Vorhabens „InnoFuels“ ist es, innovative Verfahren zur Effizienzsteigerung in der Produktion und Aufbereitung von Holzbrennstoffen zu entwickeln, im Hinblick auf ihre Praxisrelevanz zu bewerten und in konventionelle Prozessketten zu integrieren. Mit Hilfe der neuen Verfahrensschritte entstehen Brennstoffe, die sich von herkömmlichen Holzbrennstoffen unterscheiden und das Potenzial aufweisen, durch ihre veränderten Produkteigenschaften zu einer höheren Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit der Gesamtverfahrensketten führen. Die Vorteile beziehen sich vor allem auf Verfahrensschritte wie Trocknung, Lagerung und Pelletierung sowie auf das Verbrennungsverhalten und die Emissionen (CO, NOx und Gesamtstaub) und umfassen damit auch die Energiebereitstellung beispielsweis in Feuerungsanlagen und Holzgas-BHKWs.
Die Untersuchungen im Rahmen des Projekts umfassen die gesamte Prozesskette von der Gewinnung der Rohstoffe bis zur Energieerzeugung. Hierbei liegt ein Schwerpunkt in der Untersuchung der Lager-, Aufbereitungs- und Verbrennungseigenschaften der erzeugten Brennstoffe sowie der Auswirkungen der neuen Technologien auf Verfahrensleistung und Verfahrenskosten. 

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• Abschlussbericht | PDF

Zentrum für angewandte Forschung Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz (ENsource) – Phase 2 mehr weniger

Projektträger:   

• Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst BW (MWK)
• Europäische Union – Europäischer Fonds für regionale Entwicklung (EFRE)
• Förderkennzeichen:
  • FEIH_ZAFH_562822
  • FEIH_ZAFH_1248932

Laufzeit:    

2 Jahre (01.01.2019 – 31.12.2020)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Hochschule für Technik Stuttgart
• Hochschule Pforzheim
• Hochschule Heilbronn
• Hochschule Biberach
• Hochschule Reutlingen
• Hochschule Mannheim
• Hochschule Aalen
• Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg
• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
• Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW)
• Universität Freiburg (INATECH)
• Universität Stuttgart (IGTE)

Projektmitarbeiter/innen:

M. Sc. Gregor Sailer

Beschreibung: 

Im Projekt ENsource („Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz) arbeiten mehrere Hochschulen (Stuttgart, Aalen, Biberach, Heilbronn, Mannheim, Pforzheim, Reutlingen, Rottenburg) und Universitäten (Stuttgart, Freiburg) sowie das Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoffforschung Baden-Württemberg (ZSW) seit August 2015 zusammen. Ende 2018 wurde die erste Projektphase von ENsource abgeschlossen. Nach drei Jahren intensiver Forschungsarbeit in sechs Arbeitspaketen und fünf Fallstudien (Reallaboren) konnte nach erfolgreicher Evaluation durch die Fördergeber der Forschungsverbund in eine zweijährige Verlängerungsphase starten (2019-2020). Die Förderung stammt jeweils zur Hälfte aus Mitteln des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst des Landes Baden-Württemberg sowie des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union.
ENsource kann als ein „sich weiterentwickelndes Plattform-Projekt, welches Knowhow bündelt und zudem ermöglicht Fragestellungen der Energiewirtschaft interdisziplinär zu bearbeiten“ beschrieben werden. Durch das etablierte ENsource-Netzwerk sind bereits mehrere Folgeprojekte entwickelt worden. Die Themenvielfalt innerhalb von ENsource reicht von „Reststoffverwertung“ über „Gebäudesimulationen“ bis hin zu „Methanolsynthese“. Die Bündelung von Kompetenzen und die Entwicklung gemeinsamer Tools sind zwei große und übergeordnete Ziele von ENsource.
ENsource unterteilt sich in der zweiten Phase in sieben Arbeitspakete, die sich folgendermaßen zusammenfassen lassen:

• Stakeholderanalyse
• Planungssysteme
• Energiemanagement
• Ressourceneffizienz
• Geschäftsmodelle
• Fallstudien
• Projektmanagement

Im Rahmen der Fallstudien werden die theoretischen Forschungsfragen implementiert, angewendet oder evaluiert. Die Fallstudien fungieren hierbei als Reallabor. Die in der ersten Phase entwickelten Tools werden weiter verfeinert und um Detailfragestellungen ergänzt. Zusätzlich wird auch das Netzwerk der Partner erweitert und speziell der Transfer von Know-How zwischen den Fallstudien intensiviert. Aufgrund der engen Verzahnung der Fallstudien mit allen weiteren Arbeitspaketen, kommt dem Transfer und der Kommunikation zwischen den Fallstudien eine entscheidende Bedeutung zu.
Im Rahmen der Fallstudie Mainau und darüber hinaus bearbeitet die HFR vorwiegend den Themenkomplex «Biomasse-Pfade im Kontext innovativer Energiesysteme». Biomassetechnologien sind in allen Segmenten der Energieversorgung einsetzbar und tragen dazu bei, das Energiesystem zu stabilisieren und zu flexibilisieren.
In diesem Kontext und mit Blick auf ungenutzte Energiepotenziale bearbeitet die HFR in der zweiten Phase von ENsource u.a. folgende Aspekte: 

• Chem.-physik. Analysen biogener (Rest-)Stoffe und Energiepotenzialberechnungen
• Effizienzsteigerungspotenziale von Biogasanlagen mit Fokus auf Abfallvergärungsanlagen
• Energetische und stoffliche Verwertung von Reststoffen über Biogas, HTC und Verbrennung

Weitere Informationen können unter: www.ensource.de abgerufen werden.

Zentrum für angewandte Forschung Urbane ENergiesysteme und Ressourceneffizienz [ENsource] mehrweniger

Projektträger:

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK), EU (EFRE)

Laufzeit:

3 Jahre (01.07.2015 – 30.06.2018)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Hochschule für Technik Stuttgart
• Hochschule Pforzheim
• Hochschule Heilbronn
• Hochschule Biberach
• Hochschule Reutlingen
• Hochschule Mannheim
• Hochschule Aalen
• Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE)
• Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW)
• Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
• Universität Stuttgart (ITW)

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Gregor Sailer

Beschreibung:

Urbane Energiesysteme lassen sich systemisch als hochkomplexe Strukturen charakterisieren, die eine zunehmend dezentralisierte und fluktuierende Erzeugung sowie die verstärkte Vernetzung von Erzeugern, Wandlern, Speichern, Verteilern und Verbrauchern intelligente Kommunikations- und Steuerungssysteme benötigen, um möglichst hohe Anteile erneuerbare Energien bei maximaler Energieeffizienz zu ermöglichen und sowohl auf kurzfristige Lastschwankungen als auch auf mittelfristig abnehmende Bedarfe reagieren zu können.

Die zunehmende Kombination von elektrischen bzw. thermischen Netzen und Speichern sowie die Aktivierung von Flexibilisierungsoptionen bei den Verbrauchern erfordert die Entwicklung von innovativen systemübergreifenden Ansätzen und Prozessanalysen, um zukunftsfähige und (ressourcen-)effiziente Lösungen bereitzustellen und Umsetzungsbarrieren abzubauen. Acht HAWs kooperieren mit (außer) universitären Partnern, Firmen und Kommunen, um urbane Simulations-, Automatisierungs- und Optimierungstools mit zugehörigen Geschäftsmodellen zu entwickeln und diese in Praxis-Fallstudien aus dem industriellen, gewerblichen und kommunalen Bereich einzusetzen und exemplarisch zu erproben.

Innerhalb des Projektes liegt der Fokus der Hochschule Rottenburg auf der effizienten Nutzung des biochemischen Energiespeichers Biomasse in komplexen Energiesystemen. Hierbei werden Konzepte für die Speicherung und das prädikative Lastmanagement aus Basis von Rohbiomasse, veredelter Biomasse und biogenen Gasen erprobt, simuliert und optimiert. Im Rahmen der Fallstudie entstehende Modelle sollen auf weitere urbane und ländliche Räume übertragen werden und so zur Lastverschiebung in prädikativen Energiemanagementkonzepten eingesetzt werden (Effizienzsteigerungen und Erhöhung der Flexibilisierung dezentraler Energiesysteme). Weiterhin soll ein differenziertes Stoffstrommanagement und ein übertragbares Konversionskonzept für biogene Energieträger entwickelt werden.

Einbindung der Glutbetttemperatur in ein Gesamtkonzept zur Emissionsminderung in Biomassekleinfeuerungen [COFIT – Controlled Firebed Temperature] mehrweniger

Projektträger:

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Laufzeit:

3 Jahre

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• KWB Deutschland - Kraft und Wärme aus Biomasse GmbH

Projektmitarbeiter/innen:

Matthias Gehrig, M.Sc

Beschreibung:

Feinstaubminderung aus Biomassefeuerungen mittels gezielter Einflussnahme auf die Glutbetttemperatur als Primärmaßnahme. Sowie der Einsatz von Sekundärmaßnahme mit dem Gesamtziel einer signifikanten Minderung der partikelförmigen Emissionen.

Emissionsminimierte Nutzung alternativer Holz- und Mischbrennstoffe durch intelligentes Brennstoffdesign mit Hilfe von Additiven [EiBA] mehrweniger

Projektträger:

Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (MWK Baden-Württemberg)

Laufzeit:

2. Jahre (01.06.2013 – 31.05.2015)

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan K. Pelz (Projektleiter), Prof. Dr. Harald Thorwarth

Projektpartner:

• Firma FireStixx Holz-Energie GmbH, D-84137 Vilsbiburg;
• Pelletierwerk, 89542 Herbrechtingen (BW)

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. / Dipl.-Ing. (FH) Marius Wöhler, M.Sc. / Dipl.-Ing. (FH) Matthias Gehrig

Beschreibung:

Im Rahmen dieses F&E-Projekts wird durch einen speziellen brennstofftechnischen Ansatz der Anteil an anorganischem Feinstaub von herkömmlichen Holz- und alternativen KUP-Brennstoffen (Pellets), dem eine zentrale Rolle in der Gesamtstaubentstehung zukommt, reduziert. Hierzu wird dem Brennstoff ein spezielles Additiv zugegeben, wodurch erreicht wird, dass sich die leichtflüchtigen Elemente im Brennstoff vor ihrer Freisetzung in die Gasphase mit dem jeweiligen Additivkomponenten verbinden und somit zu nicht- bzw. schwerflüchtigen, nahezu vollständig im Glutbett verbleibenden chemischen Komplexen reagieren.

Ziel ist es, Additive zu finden, die bei Pellets aus Lignozellulose (Holz, Agrarreststoffe) zu einer signifikanten Reduktion der Feinstaubemission führen. Hierbei soll detailliert analysiert und beschrieben werden, welches Brennstoffdesign, also welche Kombination der Faktoren „Brennstoffart und Brennstoffbeschaffenheit“, „Additiv“, „Mischungsverhältnis“ und „Feuerungstechnik“ erfolgversprechend sind und wie die feinstaubreduzierenden Effekte in der Brennstoffherstellung effektiv gesteuert werden können.

Als Ergebnis dieses Forschungsprojekts werden gemeinsam mit dem industriellen Partner brennstoffspezifische Konzepte und Entwicklungsansätze, d.h. Rezepturen erarbeitet, welche die Grundlage zu einer Erweiterung des nutzbaren Rohstoffsortiments für Kleinfeuerungsanlagen bei gleichzeitiger Reduktion der Emissionen darstellen.

Eine hohe Umweltrelevanz des Projekts lässt sich auf zwei Ebenen feststellen. Zum einen wird durch die Reduktion der Feinstaubemission ein signifikanter Beitrag zur Luftreinhaltung geleistet. Auf der anderen Seite kann die Rohstoffbasis für Energiepellets auf der Basis nachwachsender Rohstoffen deutlich erweitert werden. Es stehen damit erheblich höhere Potenziale an biogenen Rohstoffen für die Substitution von fossilen Energieträgern zur Verfügung. Mit den Ergebnissen des Projekts wird daher ein signifikanter Beitrag zum Klimaschutz generiert.

Advanced Testing Methods for Better Real Life Performance of Biomass Room Heating Appliances [BeReal] mehrweniger

Projektträger:

Europäische Komission – Call: FP7 Research for the Benefit of SME-AG

Laufzeit:

01.10.2013-30.09.2016

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Technologie und Förderzentrum (TFZ)
• Bioenergy 2020+ GmbH
• Danish Technological Institute (DTI)
• SP Sveriges Tekniska Forskningsinstitut
• Österreichischer Kachelofenverband
• HKI Industrieverband Haus-, Heiz- und Küchentechnik
• EFA e.V. - European Fireplace Association
• ATech elektronika d.o.o.
• Interfocos BV
• Stûv SA

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Marius Wöhler

Beschreibung:

Bestehende Prüfnormen haben in den letzten Jahrzehnten die technische Weiterentwicklung von Biomasse befeuerte Raumheizgeräte (Pellet- und Scheitholzöfen und Heizeinsätze) sehr stark unterstützt. Aufgrund sich weiter entwickelnder Anforderungen für solche Geräte gibt es allerdings inzwischen die Notwendigkeit solche Normen weiterzuentwickeln um ineffiziente Geräte mit hohen Emissionen von besseren Geräten unterscheiden zu können. Hierbei müssen auch Bedingungen bei der praktischen Anwendung im Feld berücksichtigt werden. Neu entwickelte Prüfnormen ermöglichen Ofenerstellern die Entwicklung deutlich verbesserter Heizgeräte und können Vorbild für zukünftige Normen und Regulierungen sein.

Die Hauptziele von BeReal sind: 

• Entwicklung verbesserter Prüfmethoden für Raumheizgeräte welche die praktische Anwendung berücksichtigen.
• Entwicklung eines zentralen Auswerteprogramms zur Qualitätssicherung.
• Validierung der Methodik in einem frühen Projektzeitpunkt.
• Prüfung der Auswirkungen bei neu entwickelten Öfen im praktischen Betrieb.
• Prüfung der Verlässlichkeit und Reproduzierbarkeit der Methode und Auswertung mit Hilfe eines Ringversuches.
• Entwicklung und Einführung eines Qualitätslabels basierend auf der neu entwickelten Methode.

Existing test standards for biomass room heating appliances (pellet and firewood stoves, and inset appliances) have supported technology development tremendously in past decades. Due to today’s changing and more demanding requirements, however, there is the obvious need for refined testing procedures in order to differentiate between poor and excellent products. Such differentiation should take into account operating conditions as they are found in real life installations. Offering such information to customers will create substantial competitive advantages to innovative SMEs providing high quality products and may provide a reliable guideline for future standards or regulations.

The key objectives of BeReal are:

• Development of advanced testing methods for room biomass heating appliances to better reflect real life operation.
• Development of a centralized standard evaluation tool for quality assur¬ance purposes.
• Validation of methods at an early stage of development.
• Proof of real life impact of advanced products by field test demonstration.
• Proof of reliability and reproducibility of testing methods and evaluation tools through a Round Robin test.
• Development and introduction of a quality label based on the novel testing methods.

[InnoDry] Innovatives Verfahren zur Veredelung von Sägenebenprodukten zur Verbesserung der regionalen Absatzmöglichkeit und Versorgungssicherheit von Nah- und Fernwärmenetzen mehrweniger

Projektträger:

Cluster Forst und Holz Baden Württemberg

Laufzeit:

03.12.2010 – 31.03.2013

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Sägewerk Echtle KG,
• weitere assoziierte Partner in den Bereichen Sägewerke sowie des Maschinen- und Anlagenbaus

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Jan Focke, Dipl. Biol. Nadja Schlör

Beschreibung:

Deutsch: Im Rahmen des Projektes „InnoDry“ wird ein neues Verfahren zur Veredelung von Sägenebenprodukten (SNP: Hackschnitzel, Sägemehl und Rinde) geschaffen werden. Durch die Kombination eines neu zu entwickelnden mechanischen Trocknungsmethode sowie eines nachgelagerten thermischen Trocknungsverfahrens, soll die Trocknung von SNP energieeffizienter und wirtschaftlicher gestaltet werden. Als Projektziel sollen Sägewerke so in die Lage versetzt werden, ihre SNP Wertschöpfungskette unter qualitativen, wirtschaftlichen sowie ökologisch nachhaltigen Maßstäben zu verbessern. Innerhalb dieses Projekt soll ein hocheffizientes zweistufiges Verfahren zur Trocknung von Sägenebenprodukten in den Produktionsprozess eines Sägewerkes integriert werden.

Englisch: In context of the project “InnoDry”, a new technique for conditioning of sawmill by-products (wood chips, sawdust and bark) is created. Drying of sawmill by-products should be evolved in a more energy-efficient and more cost-effective way, using a combination of a new developed mechanical drying and a subsequent thermal drying technique. As a focus of this project, sawmills should be enabled to improve their value chain of by-products under quality, economic and ecological sustainable criteria. Furthermore the highly efficient two-stage drying technique will be integrated in the sawmill production process.

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• Endbericht | PDF

Integriertes Simulationsverfahren zur optimierten Lagerung von Holzhackgut unter verschiedenen praxisrelevanten mikroklimatischen Umgebungsbedingungen [ISOLA] mehrweniger

Projektträger:

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

Laufzeit:

01.04.2012 bis 31.03.2014

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz; Prof. Dr. Thorsten Beimgraben

Projektpartner:

Verschiedene Praxispartner aus der stofflichen und energetischen Holznutzungskette

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Jan Focke (Projektkoordinator); M.Sc. Jens Steinbrink

Beschreibung:

Deutsch: Holzhackgut wird inzwischen aus qualitativ sehr unterschiedlichen Quellen bereitgestellt. Häufig kommt es zu Biomasseabbau durch biologische Aktivität (Pilze, Bakterien). Masseverluste führen dabei zu einer ökonomischen Wertminderung sowie zur Freisetzung klimaschädlicher Gase. Eine Grundlage dies im Labormaßstab unter praxisrelevanten Bedingungen zu quantifizieren, bildet eine Simulationsapparatur für die steuerbare Hackgutlagerung und Trocknung. Die Apparatur wurde aufgrund der Ergebnisse des an der Hochschule in Rottenburg durchgeführten Projektes ERA NET CREFF konzipiert. Die Anlage soll die Parametrisierung der entscheidenden Einflussfaktoren bei der Lagerung von Hackgut erlauben. Hierbei ist es möglich, konkrete Lagerungsergebnisse und mikroklimatische Bezugsdaten durch messtechnisch begleitete Hackgutlagerungen bei Praxispartnern zu ergänzen und zu evaluieren. Daraus werden ökonomische und ökologische Optimierungspotenziale identifiziert und Handlungsempfehlungen abgeleitet.

Englisch: Wood chips are produced from very different sources. In many cases high biomass reductions occur caused by intensive activity of fungi and bacteria. Biomass reductions are leading to an economic decrease in value and to emissions of greenhouse gases. One basic concept to quantify these effects on a lab scale basis is provided by a simulation device for wood chip storage and drying under controllable conditions. The installation has been developed at the University of Applied Forrest Science in Rottenburg as one outcome of the project ERA NET CREFF. It provides the chance of parameterisation of the most evident impact factors during wood chip storage. It will be possible to identify concrete storage parameters and their impact on material quality. Measurements are completed and evaluated by metrological accompanied pilot storage trails together with different industrial partners. Based on the results the provision of economic and ecological advice is intended.

Verbesserung von Qualität und Wertschöpfung bei der Produktion und Vermarktung von biogenen Festbrennstoffen als Quelle erneuerbarer Energie in der Region de los Rios, Chile. mehrweniger

Mejoramiento de la gestión comercial y la calidad de combustibles sólidos de madera (CSM) como fuente de energía renovable en la Región de Los Ríos.

Projektträger:

Fundación para la Innovación Agraria (FIA), Santiago de Chile

Laufzeit:

08-2010 bis 12-2012

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Corporación de Certificación de Leña y Productos Forestales del Bosque Nativo,
• Universidad Austral de Chile, Valdivia

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. (FH) Jens Frey, M.Sc. Jens Steinbrink, Dipl.-Geogr. Jan Springorum

Beschreibung:

Ziele des Projekts sind

1. die Charakterisierung der gegenwärtig in der Projektregion (Süd-Chile) energetisch genutzten Hartlaubholzarten hinsichtlich Ihrer Eignung als Brennstoff,
2. die Identifikation von Verbesserungsmöglichkeiten in der Wertschöpfungskette „Holzenergie“, insbesondere hinsichtlich der Effizienz und Markterschließung. Die methodische Vorgehensweise unterteilt sich dabei in eine naturwissenschaftlich analytische (Brennstoffeignung) sowie eine sozioökonomische (Untersuchung der gegenwärtigen Marktakteure, Ableitung von Optimierungsansätzen bei Produktion und Vertrieb, Bedeutung der Zertifizierung, volkswirtschaftliche Aspekte…)

Projekthomepage:

www.lena.cl

Era-Net Bioenergy Projekt: Kostenreduktion und Effizienzsteigerung von Kurzumtriebsbewirtschaftung mehrweniger

Projektträger:

Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR)

Laufzeit:

09/08 - 03/12

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz, Prof. Dr. Thorsten Beimgraben

Projektpartner:

• Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg (HFR),
• Institut Nationale de la Recherche Agronomique, Nancy (INRA),
• UNIQUE forestry and land use GmbH, Freiburg,
• Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg, Freiburg (FVA),
• Institut für Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung - Universität Stuttgart (IER),
• Internationale gewerbliche Partner aus allen Bereichen der Produktionskette "Kurzumtrieb"

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Jan Focke

Beschreibung:

Deutsch: Innerhalb des Arbeitspaketes 3 (AP3) besteht ein Hauptziel in der Identifizierung und Charakterisierung der qualitätsrelevanten Parameter verschiedener Holzmaterialen aus der Bewirtschaftung von Kurzumtriebsplantagen (KUP) auf kleinflächig strukturierten oder unter ungünstigen Standortkriterien etablierten KUP Flächen. Dabei wird besonderer Wert auf die Bedürfnisse von Verbrauchern des energetischen und stofflichen Holzsektors sowie deren Erfahrungen gelegt. Des Weiteren werden Methoden des Qualitätsmanagements bei der Materialkonditionierung erprobt und ein „Best Practice“ Entscheidungssystem erstellt. Die unten aufgeführten Aktivitätsbereiche fassen die Forschungsschwerpunkte des AP3 zusammen:

• Aktivität 1: Standardisierte Materialanalysen und Evaluationsmethoden für die Ermittlung von Qualitätsparametern, die wichtige Endprodukteigenschaften beschreiben (Laboranalysen)
• Aktivität 2: Entwicklung eines laborbasierten Verfahrens zur Simulation des Lagerungs- und Trocknungsverhaltens verschiedener Hackgutmaterialien unter steuerbaren mikroklimatischen Umgebungsszenarios (Prototyp-Design)
• Aktivität 3: Anwendungsbezogene Ermittlung von technischen und ökonomischen Rahmenbedingungen sowie Erfahrungen und Vorbehalte energetischer und stofflicher KUP Nutzer gegenüber KUP-Material, zur Identifizierung von produktiven Technologien und Strategien (Online-Umfrage)
• Aktivität 4: Identifizierung, Entwicklung sowie Durchführung von „Best Practise“ Methoden zur Materialkonditionierung durch Lagerung mit Hilfe von Pilotstudien in Zusammenarbeit mit Industriepartnern. Beschreibung der Effektivität und Effizienz der verschiedenen Lagerungsverfahren sowie Schlussfolgerungen für die optimierte Entscheidungsfindung (Pilotstudien, Laboranalysen)

Englisch: Within the Work package 3 (WP3) the main objective is to identify and characterize the quality parameters of wood material from short rotation coppices (SRC) of small field sizes and under unfavourable site conditions. Thereby a strong emphasis is given to the customer needs of the energy and substantial sector including their experiences. Furthermore methods of quality management for material conditioning are conducted, which lead to a quality based “best practice” decision support system. The scope of WP3 is summarised in four main task groups:

• Task 1: Standardised material analysis and evaluation methods for quality parameters characterising important end product requirements (lab work)
• Task 2: Development of a lab-scale System to simulate the storage and drying behaviour of different wood chips assortments under controllable microclimatic scenarios (prototype-design)
• Task 3: User oriented detection of technical and economic framework requirements, experiences and constraints concerning SRC material for the identification of productive and efficient technologies and strategies (consumer survey)
• Task 4: Identification and development of best practise methods for storage and conditioning by implementation of pilot studies at industrial installations. Description and conclusions of effectiveness and efficiency of different storage technologies for optimised decision support (pilot studies, lab work)

Projekthomepage:

www.creff.eu

Downloads:

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• Abschlussbericht | PDF

Antrag auf Einrichtung eines Förderschwerpunktes „Emissionsminderung von biomassebetriebenen Kleinfeuerungsanlagen durch effiziente und wettbewerbsfähige Primär- und Sekundärmaßnahmen“ mehrweniger

Projektträger:

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Laufzeit:

Juni 2011 bis Juni 2012

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing.(FH) Gabriel Reichert, M.Sc. / Dipl.-Ing.(FH) Matthias Gehrig

Beschreibung:

Innerhalb der verschiedenen erneuerbaren Energieträger hat die feste Biomasse – meist in Form von Holz – den weit bedeutendsten Anteil an der Wärmebereitstellung. Allein etwa ein Viertel der in Deutschland mobilisierten Rohholzmenge wird als stückiges Brennholz in Kleinfeuerungs¬anlagen zu Wärme umgewandelt. Dabei entsprechen diese Anlagen hinsichtlich Effizienz sowie Emissionsverhaltens fast vollständig nicht dem Stand des Wissens. Dies führt dazu, dass ein beträchtlicher Teil an emittierten und gesundheitsgefährdeten Aerosolen (vor allem Feinstaub < PM 10), aus diesen Kleinfeuerungs-stätten stammt. Vor dem Hintergrund der stark steigenden Tendenz der Brennholznutzung, vor allem in Privathaushalten, besteht also dringender Handlungsbedarf. Es gibt vielfältige Ansatzpunkte (Primär- und Sekundärmaßnahmen) um die beschriebenen Herausforderungen zu lösen. Es mangelt bisher daran, den Stand der Wissenschaft in den Stand der Technik zu überführen und wirksame sowie wirtschaftlich vertretbare neue Produkte auf den Markt zu bringen. Ein nicht unbedeutender Grund hierfür ist sicherlich der zum großen Teil stark mittelständisch geprägte Markt, sowie die weltmarktbedingten Schwankungen der jüngeren Vergangenheit.

Bei einer entsprechenden Bündelung der Kompetenzen und vielversprechenden Ansätzen von in Mitteleuropa führenden Institutionen sowie der Integration von innovativen und markt-relevanten Industriepartnern ließe sich ein Projektcluster bilden, welches die Lücke zwischen wissenschaftlichen Erkenntnissen und deren Vertiefung auf der einen Seite und wettbewerbsfähigen technischen Umsetzungen auf der anderen Seite schließen kann. Dieses Projekt konkretisiert diesen Ansatz und führt aufgrund des vorhandenen Netzwerks entscheidende Player der beiden Seiten zu einem wirksamen Verbund zusammen.

Klimaschutz und Altersgerechter Umbau – gesund zu Haus alt werden mehrweniger

Projektträger:

Bundesministerium für Verkehr, Bau- und Stadtentwicklung

Laufzeit:

2010-2012

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Martin Brunotte

Projektpartner:

• Agentur für Klimaschutz Landkreis Tübingen

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. (FH) Saskia Lange und studentische Hilfskräfte

Beschreibung:

Das Modellvorhaben „Klimaschutz und altersgerechter Umbau – gesund zu Haus alt werden“ entwickelt ein inhaltliches und organisatorisches Konzept für die Beratung zum altersgerechten Umbau. Im ersten Schritt werden mit den regionalen Akteuren aus sozialen, finanzierenden, baulichen und beratenden Bereichen Möglichkeiten einer künftigen Zusammenarbeit ausgelotet und Strukturen für ein integrales Netzwerk aufgebaut. In diesem Rahmen moderiert die HFR Expertenworkshops, in denen die Akteure Beratungsgrundlagen und Beratungskonzepte erarbeiten.

Nach einer etwa einjährigen Erprobungsphase dieses Konzepts führt die HFR eine Evaluation der Beratungen zum altersgerechten Wohnen und Umbauen durch. Auf Basis eines strukturierten Fragebogens werden 100 Telefoninterviews mit Beratungskunden geführt und die Ergebnisse statistisch ausgewertet und bewertet.

Integriertes Energie- und Klimaschutzkonzept für die Region Neckar-Alb [IKENA] mehrweniger

Projektträger:

• Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit;
• Regionalverband Neckar-Alb;
• Universität Stuttgart

Laufzeit:

Dezember 2011 bis Juli 2012

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Brunotte

Projektpartner:

• Klima- und Energieagentur Baden-Württemberg;
• Universität Stuttgart;
• Regionalverband Neckar-Alb;
• Hochschule Reutlingen;
• Hochschule Albstadt-Sigmaringen;
• Energieagenturen der Landkreise Reutlingen, Tübingen und Zollernalbkreis

Projektmitarbeiter/innen:

B.Sc. Forstwirtschaft Gregor Allgeier

Beschreibung:

Für die Raumordnungsregion Neckar-Alb wird durch das Partnerkonsortium ein integriertes Energie- und Klimaschutzkonzept erstellt. Die Hochschule Rottenburg übernimmt als Teilprojekt „Erneuerbare Energien“ dabei folgende Aufgabenbereiche:

1. Bestandsermittlung und Potentiale erneuerbarer Energien für die Region Neckar-Alb für folgende Energieträger:

• Land- und forstwirtschaftliche Biomasse sowie Landschaftspflegematerial,
• Windenergie,
• Wasserkraft,
• Umwelt- und Abwasserwärme,
• Geothermie (Oberflächennahe und tiefe Geothermie).

2. Einbindung der erhobenen und aufbereiteten Daten in Szenarien.

• Bearbeitet werden Ausbaupfade/Szenarien für die Energieträger Land- und forstwirtschaftliche Biomasse, Landschaftspflegematerial, Wasserkraft, Windenergie und Geothermie.

3. Erarbeitung von Zielsetzungen und Handlungsempfehlungen

• Basierend auf den Ergebnissen der Szenarienentwicklung werden Zielsetzungen und Handlungsempfehlungen erarbeitet, die für ermittelte Problembereiche Lösungsmöglichkeiten aufzeigen. Das Ergebnis bilden Handlungsmöglichkeiten in Form konkreter Ziele und Strategien. Dazu werden auch Vorzeigeprojekte benannt und Vorschläge zum Abbau von Hemmnissen gemacht.

Bioenergieforschungsplattform Baden-Württemberg – Teilprojekt 4.2 – Herstellung eines handelsfähigen Düngers aus Gärresten mehrweniger

Projektträger:

Ministerium für Ländlichen Raum, Ernährung und Verbraucherschutz Baden-Württemberg (MLR) und Baden-Württemberg Stiftung

Laufzeit:

07/08 bis 05/11

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• Universität Hohenheim,
• Universität Stuttgart,
• Hochschule Reutlingen

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Daniel Schloz

Beschreibung:

Im Teilprojekt 4.2 der Bioenergieforschungsplattform Baden-Württemberg werden durch die Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg in Zusammenarbeit mit dem Institut für Agrartechnik der Universität Hohenheim Verfahren der Aufbereitung und Verdichtung von Gärresten entwickelt und getestet. Ziel ist die Bereitstellung eines organischen Handelsdüngers auf Basis von Gärresten aus Biogasanlagen, der insbesondere den logistischen Anforderungen, die an ein Düngesubstrats gestellt werden, entspricht. Sowohl der Nährstoffgehalt und der hohe Anteil organischer Substanzen als auch ein an manchen Orten bereits auftretendes Entsorgungsproblem der Gärreste sprechen für deren Verwertung als Handelsdünger. Voraussetzung hierfür ist die ausreichende Verdichtung der Gärreste, um eine möglichst effiziente Bereitstellung und Ausbringung sowie einen hohen Nährstoffgehalt zu gewährleisten. Dieser Verwertungsweg stellt gleichzeitig einen wirksamen Ansatz für geschlossene Stoffkreisläufe im Sinne nachhaltigen Wirtschaftens dar. Vor dem Hintergrund der innovativen Nutzungsmöglichkeiten von getrockneten Gärresten zur Herstellung von handelsfähigem Dünger oder alternativ auch von Brennstoffen wird als Verfahren der Verdichtung die Pelletierung gewählt. Gärreste-Pellets ermöglichen die Untersuchung beider Verwertungsvarianten. Dabei eröffnet sich gleichzeitig die Möglichkeit, Mischungen von Gärrückständen und anderen organischen sowie mineralischen Reststoffen (z.B. Asche) vor dem Hintergrund ihrer Eignung als Düngesubstrat herzustellen und zu untersuchen.

Entwicklung eines Verfahrens und einer Maschine zur Herstellung von Maxipellets sowie eines speziellen Brenners zur Verbrennung von Maxipellets mehrweniger

Projektträger:

Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) über AiF-Berlin

Laufzeit:

01.02.2009 bis 31.10.2011

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz, Prof. Dr. Martin Brunotte

Projektpartner:

Zwei gewerbliche Partner

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. (FH) Gabriel Reichert

Beschreibung:

Die Hochschule für Forstwirtschaft begleitet die Verfahrenskette des Projekts mit dem Ziel, die Einflussfaktoren auf die Qualität der Rohstoffe, der generierten Maxipellets und der thermochemischen Umwandlung zu analysieren, zu beschreiben und effektive Steuerungsmöglichkeiten zu identifizieren bzw. zu entwickeln. Vor dem Hintergrund der gegebenen Erfahrung mit diversen biogenen Festbrennstoffen und dem zur Verfügung stehenden Labor werden begleitend Kompaktionsversuche, Brennstofftests und Konversionsuntersuchungen auf verschiedenen Konversionstechnologien vorgenommen, um die entwickelte Verfahrenstechnologie bereits in der Prototypphase anhand analoger Technologien zu überprüfen und zu optimieren. Dabei liegt das Ziel in der Entwicklung von schlüssigen und reproduzierbaren Kriterien für die Qualitätssicherung, die alle wesentlichen Steuerungsgrößen in der Brennstoffherstellung und in der –Konversion enthält und die Grundlage für eine erfolgreiche Weiterentwicklung des Prototyps darstellt. Die Qualität der Maxipellets, v.a. hinsichtlich des Energiegehalts, der Lager- und Transportfähigkeit sowie die bestmögliche Effizienz der Verbrennung im Hinblick auf den Wirkungsgrad und das Emissionsverhalten stehen dabei im Vordergrund.

Exemplarische Untersuchung der Kostenstruktur zur Bereitstellung von Restholzpotentialen aus dem Stuttgarter Stadtwald zur Bioenergie-Nutzung mehrweniger

Projektträger:

Landeshauptstadt Stuttgart; Amt für Umweltschutz und Garten-Friedhof u. Forstamt

Laufzeit:

01.09.2008 bis 31.03.2009

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Benno Rothstein

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl. Ing. (FH) Stefan Schrode

Beschreibung:

Derzeit sind im Stuttgarter Stadtwald etwa 17.800 Festmeter Holz pro Jahr nachhaltig nutzbar. Diese Gesamtmenge enthält etwa 24% Restholz. Ausgehend von dieser Restholzmenge stehen allerdings lediglich 20-30% als Energieholz zur Verfügung, was einem Wert von 850-1300 Festmeter bzw. 2100-3200m³ Holzhackschnitzel entspricht.

Seit 2005 hat die Forstverwaltung versuchsweise Holz für die Erzeugung von Holzhackschnitzeln bereitgestellt. Die Kosten werden von der Forstverwaltung mit insgesamt 10€/m³ geschätzt (zuzüglich Transportkosten). Zu diesen Preisen kann eine Holzhackschnitzelfeuerung mit Material aus dem Stuttgarter Forst derzeit nicht wirtschaftlich betrieben werden. Ziel der Untersuchung ist die Klärung der Frage, ob es seitens des Forstbetriebs weitere Optimierungspotentiale oder Synergien gibt, die zu einer kostengünstigeren Gewinnung von Restholz für die Holzhackschnitzelverbrennung führen.

Im Rahmen der Untersuchung sollen folgende Arbeitsschritte durchgeführt werden:

• Identifikation der wichtigsten Einflussgrößen, die die Kosten der Erzeugung von Holzhackschnitzeln auf der Basis des Restholzes des Stuttgarter Stadtwaldes beeinflussen
• Erfassung bestehender Betriebsabläufe des Forstbetriebes anhand Vor-Ort-Terminen und Expertengesprächen
• Zusammenfassende Auswertung bereits durchgeführter Forschungsarbeiten, die sich mit vergleichbaren Fragestellungen befasst haben
• Erarbeiten von konkreten Vorschlägen, wie weitere Optimierungspotentiale und bestehende Synergien besser erschlossen werden können, um zukünftig Restholz aus dem Stuttgarter Stadtwald wirtschaftlicher nutzen zu können
• Exemplarische Abschätzung, welche Restholzmengen zu welchen Preisen bei einer Durchführung der Optimierungsmaßnahmen zur Verfügung stehen
• Erarbeitung von Vorschlägen, welche anderweitigen (Rest-) Holzpotentiale aus der Region sich prinzipiell für eine ökonomische Erzeugung von Holzhackschnitzeln nutzen lassen

Erfassung von Pellets- und Waldrestholzpotenzialen im Landkreis Tübingen mehrweniger

Projektträger:

Stadtwerke Tübingen

Laufzeit:

01.07.2008 bis 31.01.2009

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Benno Rothstein

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl. Ing. (FH) Stefan Schrode

Beschreibung:

Erfassung von Pellets- und Waldrestholzpotenzialen im Landkreis Tübingen

Operationale Biomassepotenziale im Landkreis Göppingen mehrweniger

Projektträger:

Landratsamt Göppingen (Förderung im Rahmen von INTERREG III)

Laufzeit:

2006 – 2008

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz, Prof. Rainer Wagelaar

Projektmitarbeiter/innen:

Dipl.-Ing. (FH) Sonja Kay

Beschreibung:

Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die Potenziale an waldbezogener Biomasse (Holz) auf einer aktuellen, räumlich und zeitlich möglichst hoch aufgelösten Datenbasis zu erheben, die u.a. auch Aspekte des Natur- und Landschaftsschutzes berücksichtigt. Damit wird eine operationale Grundlage für die Akteure paralleler und konkurrierender Wertschöpfungsketten mit dem Fokus auf „Biomassenutzung“ bereitgestellt. Die Möglichkeit der Fortschreibung der erarbeiteten Datengrundlage sowie die effiziente Nutzung im Sinne der Wirtschaftsförderung und die Zugänglichkeit für die Öffentlichkeit stehen dabei besonders im Vordergrund.

Mit Hilfe der Projektergebnisse sollen den Akteuren (private und öffentliche Waldbesitzer, Forst-, Landwirte, Kommunen, Planungs- und Ingenieurbüros) Instrumente zur Verfügung gestellt werden, die es ermöglichen, nachhaltige Bereitstellungskonzepte zu entwickeln. Diese wiederum bieten eine verlässliche Grundlage für intelligente Wärme- und Kraft-Wärme-Technologien sowie für stoffliche Nutzungsalternativen.

Auf der Basis einer gründlichen Analyse der aktuellen Ergebnisse der Forsteinrichtung im Landkreis Göppingen sowie der Ergebnisse der Einschlagstatistik wurden Daten aus der Forstbetriebsstatistik mit Daten auf Luftbild- und Satellitendatenbasis verknüpft. Mit Hilfe aktueller Laserscandaten als dritter Datenquelle können in der Kombination mit evaluierenden terrestrischen Erhebungen effizient flächendeckende und besitzartenübergreifende Informationen über Biomasse-Ressourcen abgeleitet werden. Der Mehrwert zu bisher praktizierten Erhebungen liegt hierbei zum einen in einer regional klar abgegrenzten und präzisierten Inventur, zum anderen in einer innovativen Verschneidung der forstlichen Inventurdaten mit den aus der Landesvermessung zur Verfügung stehenden Geodaten (ATKIS/ALK, Digitale Orthophotos, Laserscan-Höhenmodelle). Im Sinne eines effizienten Wissenstransfers werden die Ergebnisse der Studie zielgruppenorientiert für verschiedene Medien (Internet-Portal des Landkreises/Infobroschüren) aufgearbeitet (Zweite Projektphase: Anfang 2008, gefördert von Wirtschaftsförderung Region Stuttgart GmbH).

Downloads:

http://www.energieholz-goeppingen.de/site/energieholzpotenziale.htm

Sustainable Logistics – Optimizing of Energy Con-sumption, Workflow and economic efficiency mehrweniger

Projektträger:

US-Army – Environmental Management Dept.

Laufzeit:

2004 - 2005

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

• BUNG Ingenieure AG,
• SENERGY GmbH

Projektmitarbeiter/innen:

M.Sc. Hanno Brühl

Entwicklung und Anwendung von Methoden zur Ermittlung von Biomassepotenzialen an Linienstrukturen (Beispiel BAB in Rhl-Pfz.) mehrweniger

Projektträger:

Forschungsanstalt für Waldökologie und Forstwirtschaft (Rheinland-Pfalz)

Laufzeit:

2004 - 2005

Projektverantwortung:

Prof. Dr. Stefan Pelz

Projektpartner:

Bundesautobahnverwaltung