Biogene Kraftstoffe flexibel nutzen

April 2024

PR-Gateway: Multi-Fuel-Brenngaserzeuger für BHKW´s in Entwicklung

Flüssige Brenn- und Kraftstoffe bestehen schon heute aus Gemischen konventioneller und alternativer Komponenten, wie zum Beispiel Diesel und Biodiesel. Die Vielfalt alternativer Brennstoffe wird in Zukunft weiter steigen, zum Beispiel durch hydrierte Öle aus Biomassereststoffen, mit denen die Treibhausgasemissionen mobiler und stationärer Anwendungen reduziert werden könnten. Durch biogene Anteile im Brennstoff ergeben sich aber auch schwankende Eigenschaften dieser "Future Fuels", die im motorischen Verbrennungsprozess beherrscht werden müssen.

Als Lösung dieser technischen Herausforderung entwickeln das OWI Oel-Waerme-Institut, das Institut für Mikroverfahrenstechnik am Karlsruher Institut für Technologie und das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in einem Forschungsprojekt einen neuartigen Brenngaserzeuger. Der besteht aus einem Gemischbildner und einem Reformerkatalysator. Unterschiedliche flüssige biogene und fossile Brennstoffe mit variierenden Eigenschaften werden im Gemischbildner während des Motorbetriebs zunächst mit Wasser vermischt und verdampft. Zur Dosierung der Brennstoffe im Gemischbildner ist die Entwicklung eines neuen Mikromischsystems mit Zerstäubungseinheit erforderlich. Das verdampfte und homogene Gemisch wird anschließend in den Reformerkatalysator geleitet und durch eine katalytische Reaktion zu einem Brenngas gewandelt, das aus Wasserstoff und Methan sowie geringen Anteilen von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid besteht. Die Reformierung ist eine vom Oel-Waerme-Institut erprobte Technologie, die bereits bei Brennstoffzellensystemen und an einem Verbrennungsmotor erfolgreich demonstriert wurde und einen fortgeschrittenen technischen Reifegrad hat.

Das Konzept, eine große Bandbreite flüssiger Brenn- und Kraftstoffe zu einem homogenen Brenngas zu wandeln, das in unterschiedlichen Technologien ohne technische Modifikationen einsetzbar ist, könnte beispielsweise für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wirtschaftlich interessant sein. Sowohl in motorischen wie brennstoffzellenbetriebenen KWK-Anlagen wären damit viele biogene "Future Fuels", auch unterschiedlicher Herkunft, flexibel in einer Anlage einsetzbar. Mit dem Multi-Fuel-Brenngaserzeuger können auch nur zeitweise verfügbare und jeweils kostengünstige biogene Brennstoffe Bestandteil der Betriebsstrategie von Blockheizkraftwerken (BHKW´s) werden.

Das IGF-Vorhaben 19168 N der Forschungsvereinigung "Umwelttechnik", Bliersheimer Str. 58-60, 47229 Duisburg, wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Das OWI ist eine unabhängige, gemeinnützige und freie Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI an Konzepten und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung energieeffizienter und umweltschonender Produkte, die marktfähig sind. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik.
Oel-Waerme-Institut GmbH (OWI)
Michael Ehring
Kaiserstrasse 100
52134 Herzogenrath
m.ehring@owi-aachen.de
49 (0)2407 / 9518 - 138
https://www.owi-aachen.de

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Multi-Fuel-Brenngaserzeuger für BHKW´s in Entwicklung

Flüssige Brenn- und Kraftstoffe bestehen schon heute aus Gemischen konventioneller und alternativer Komponenten, wie zum Beispiel Diesel und Biodiesel. Die Vielfalt alternativer Brennstoffe wird in Zukunft weiter steigen, zum Beispiel durch hydrierte Öle aus Biomassereststoffen, mit denen die Treibhausgasemissionen mobiler und stationärer Anwendungen reduziert werden könnten. Durch biogene Anteile im Brennstoff ergeben sich aber auch schwankende Eigenschaften dieser "Future Fuels", die im motorischen Verbrennungsprozess beherrscht werden müssen.

Als Lösung dieser technischen Herausforderung entwickeln das OWI Oel-Waerme-Institut, das Institut für Mikroverfahrenstechnik am Karlsruher Institut für Technologie und das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik in einem Forschungsprojekt einen neuartigen Brenngaserzeuger. Der besteht aus einem Gemischbildner und einem Reformerkatalysator. Unterschiedliche flüssige biogene und fossile Brennstoffe mit variierenden Eigenschaften werden im Gemischbildner während des Motorbetriebs zunächst mit Wasser vermischt und verdampft. Zur Dosierung der Brennstoffe im Gemischbildner ist die Entwicklung eines neuen Mikromischsystems mit Zerstäubungseinheit erforderlich. Das verdampfte und homogene Gemisch wird anschließend in den Reformerkatalysator geleitet und durch eine katalytische Reaktion zu einem Brenngas gewandelt, das aus Wasserstoff und Methan sowie geringen Anteilen von Kohlenmonoxid und Kohlendioxid besteht. Die Reformierung ist eine vom Oel-Waerme-Institut erprobte Technologie, die bereits bei Brennstoffzellensystemen und an einem Verbrennungsmotor erfolgreich demonstriert wurde und einen fortgeschrittenen technischen Reifegrad hat.

Das Konzept, eine große Bandbreite flüssiger Brenn- und Kraftstoffe zu einem homogenen Brenngas zu wandeln, das in unterschiedlichen Technologien ohne technische Modifikationen einsetzbar ist, könnte beispielsweise für die Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) wirtschaftlich interessant sein. Sowohl in motorischen wie brennstoffzellenbetriebenen KWK-Anlagen wären damit viele biogene "Future Fuels", auch unterschiedlicher Herkunft, flexibel in einer Anlage einsetzbar. Mit dem Multi-Fuel-Brenngaserzeuger können auch nur zeitweise verfügbare und jeweils kostengünstige biogene Brennstoffe Bestandteil der Betriebsstrategie von Blockheizkraftwerken (BHKW´s) werden.

Das IGF-Vorhaben 19168 N der Forschungsvereinigung "Umwelttechnik", Bliersheimer Str. 58-60, 47229 Duisburg, wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.
Das OWI ist eine unabhängige, gemeinnützige und freie Forschungseinrichtung. In Zusammenarbeit mit Partnern aus Industrie und Forschung forscht und entwickelt das OWI an Konzepten und Technologien auf dem Gebiet der Wärme- und Stromerzeugung. Der Schwerpunkt liegt auf der energieeffizienten und schadstoffarmen Nutzung flüssiger fossiler und regenerativer Brenn- und Kraftstoffe. Das Ziel ist die Entwicklung energieeffizienter und umweltschonender Produkte, die marktfähig sind. Das OWI ist ein An-Institut der RWTH Aachen und versteht sich als Mittler zwischen Grundlagenforschung und Anwendung. Im Rahmen des Technologietransfers bearbeitet das OWI sowohl aus öffentlichen Fördermitteln finanzierte Projekte als auch industrielle Forschungsaufträge. Zu den Kunden gehören beispielsweise Hersteller von Haushaltsheizungen, Unternehmen der Automobilzulieferindustrie, der Mineralölwirtschaft und der Thermoprozesstechnik.
Oel-Waerme-Institut GmbH (OWI)
Michael Ehring
Kaiserstrasse 100
52134 Herzogenrath
m.ehring@owi-aachen.de
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