Hochschule Düsseldorf
University of Applied Sciences
Fachbereich Maschinenbau & Verfahrenstechnik
Faculty of Mechanical and Process Engineering

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Maschinenbau und Verfahrenstechnik / Energie, Forschung
31.08.2018

Neues Forschungsprojekt am FB MV

HSD forscht an CO2-armer Energieversorgung für holzverarbeitende Industrie

Eine Arbeitsgruppe unter der Leitung von Prof. Ali Cemal Benim am Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Düsseldorf startet im September 2018 gemeinsam mit der Fa. Endress Holzfeuerungsanlagen aus Bayern das Forschungsprojekt BIOMASSTEG zur effizienten und nachhaltigen Wärme- und Stromversorgung von holzverarbeitenden Betrieben. Das Projekt wird mit knapp 500.000 € vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BmWi) im Rahmen des Programms „Energetische Biomassenutzung“ gefördert.

In holzverarbeitenden Betrieben wird der Wärmebedarf direkt durch die Nutzung von dort anfallenden Biomasseresten gedeckt. Oft ist aber viel mehr Brennmaterial vorhanden als benötigt wird, so dass dieses aufwändig und unökologisch abtransportiert werden muss. Im Projekt BIOMASSTEG untersuchen die Wissenschaftler daher die effiziente Umwandlung von Wärme in Strom, den der Betrieb dann direkt nutzen kann. Zum Einsatz kommt die in der Raumfahrt bewährte Technologie der thermoelektrischen Generatoren (TEG). Diese bestehen aus Materialien, in denen aufgrund einer Temperaturdifferenz Elektronen fließen – also Strom.

„TEG bieten viele Vorteile im Vergleich zu anderen Technologien“, erläutert Prof. Benim, „sie sind kompakt, wartungsarm, arbeiten emissionsfrei und können beliebig zu größeren Modulen kombiniert werden.“ Auch wenn der Wirkungsgrad der TEG mit ca. 4-7% nicht sehr groß ist, können aufgrund der hohen Feuerungswärmeleistung der Anlagen bis zu 3 kW elektrische Nennleistung entstehen. Damit könnte die Fa. Endress nicht nur die Stromversorgung des Heizkessels sicherstellen, sondern den so erzeugten Strom zusätzlich etwa für die Beleuchtung nutzen. Die Herausforderung besteht darin, den Wärme- und Massestrom so anzupassen, dass der Verbrennungsprozess weiterhin optimal läuft und die TEG nicht zu hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Das Konzept sieht daher eine komplexe Abgasrückführung vor. Großer Vorteil dabei ist, dass durch dieses Energiekonzept nicht nur die CO2-Emissionen gesenkt werden, sondern auch die Stickoxidemissionen. Das Projekt BIOMASSTEG hat eine Laufzeit von drei Jahren. Bei erfolgreicher Umsetzung des Projektes plant die Fa. Endress den Verkauf der so optimierten Biomassekessel an andere mittelständische holzverarbeitende Betriebe.​

Biomassekessel
Biomassekessel. Bild: HSD