Forscher der Hochschule Düsseldorf starten im September gemeinsam mit dem bayrischen Unternehmen Endress Holzfeuerungsanlagen das Forschungsprojekt „Biomassteg“ zur effizienten und nachhaltigen Wärme- und Stromversorgung von holzverarbeitenden Betrieben. Nach Angaben der Hochschule wird das Projekt im Rahmen des Programms „Energetische Biomassenutzung“ vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) mit knapp 500.000 € 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“ untersucht eine Arbeitsgruppe unter der Leitung von Professor Ali Cemal Benim am Fachbereich Maschinenbau und Verfahrenstechnik der Hochschule Düsseldorf daher die effiziente Umwandlung von Wärme in Strom, den der Betrieb dann direkt nutzen kann.
Forscher setzen auf thermoelektrische Generatoren
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“, sagte Professor Benim, „sie sind kompakt, wartungsarm, arbeiten emissionsfrei und können beliebig zu größeren Modulen kombiniert werden.“ Auch wenn der Wirkungsgrad der TEG mit ca. vier bis sieben Prozent nicht sehr groß ist, können aufgrund der hohen Feuerungswärmeleistung der Anlagen bis zu drei Kilowatt elektrischer Nennleistung entstehen.
Konzept sieht komplexe Abgasführung vor
Damit könnte die Firma 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.
Endress plant Verkauf der Biomassekessel
Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren. Bei erfolgreicher Umsetzung des Projektes plant die Firma Endress den Verkauf der so optimierten Biomassekessel an andere mittelständische holzverarbeitende Betriebe.