Mitverbrennung von Biomasse in kohlebefeuerten Dampfkraftwerken

Ziel des Projekts ist es, Aussagen über den möglichen quantitativen Umfang der Substitution von Kohle durch Biomasse in Abhängigkeit von der verwendeten Prozessvariante (direkte oder indirekte Mitverbrennung) zu machen. Insbesondere sollen bei den einzelnen Anlagenkomponenten des Kraftwerksprozesses möglicherweise auftretende Probleme, die sich aus der Mitverbrennung von Biomasse ergeben, detailliert untersucht werden. Auftretende Beschränkungen bei der Steigerung des Biomasseanteils über die bisher üblichen Werte sollen identifiziert, diskutiert und, soweit möglich, auch quantifiziert werden.Die zu untersuchenden Biomassen werden mittels Brennstoffscreening zu Beginn des Projekts im Wesentlichen nach den Kriterien Verfügbarkeit, Preis, Heizwert und Zusammensetzung festgelegt. Vergleichsweise günstige Biomassen mit ausreichender regionaler Verfügbarkeit (low ranked biomass) werden bevorzugt. Nur bei direkter Mitverbrennung sollen höherwertige Biomassen betrachtet werden.Nach Identifikation der aussichtsreichsten Technologien sollen diese am IET mit Hilfe detaillierter Modelle abgebildet werden, um in anschließenden Simulationsrechnungen die bestmögliche Integration in den Gesamtprozess sowie verschiedene weitere Aspekte der Biomasse-Mitverbrennung genauer untersuchen zu können. Die experimentellen Ergebnisse aus den parallel durchgeführten Verbrennungsversuchen des IFK (Universität Stuttgart) werden als Randbedingungen dieser Modellierungen mit berücksichtigt.Ziel des Projekts ist es, Aussagen über den möglichen quantitativen Umfang der Substitution von Kohle durch Biomasse in Abhängigkeit von der verwendeten Prozessvariante (direkte oder indirekte Mitverbrennung) zu machen. Insbesondere sollen bei den einzelnen Anlagenkomponenten des Kraftwerksprozesses möglicherweise auftretende Probleme, die sich aus der Mitverbrennung von Biomasse ergeben, detailliert untersucht werden. Auftretende Beschränkungen bei der Steigerung des Biomasseanteils über die bisher üblichen Werte sollen identifiziert, diskutiert und, soweit möglich, auch quantifiziert werden.Die zu untersuchenden Biomassen werden mittels Brennstoffscreening zu Beginn des Projekts im Wesentlichen nach den Kriterien Verfügbarkeit, Preis, Heizwert und Zusammensetzung festgelegt. Vergleichsweise günstige Biomassen mit ausreichender regionaler Verfügbarkeit (low ranked biomass) werden bevorzugt. Nur bei direkter Mitverbrennung sollen höherwertige Biomassen betrachtet werden.Nach Identifikation der aussichtsreichsten Technologien sollen diese am IET mit Hilfe detaillierter Modelle abgebildet werden, um in anschließenden Simulationsrechnungen die bestmögliche Integration in den Gesamtprozess sowie verschiedene weitere Aspekte der Biomasse-Mitverbrennung genauer untersuchen zu können. Die experimentellen Ergebnisse aus den parallel durchgeführten Verbrennungsversuchen des IFK (Universität Stuttgart) werden als Randbedingungen dieser Modellierungen mit berücksichtigt.

Stichworte

• Biomasse
• Biomasseverbrennung
• Dampfkraftwerk
• Energetische Nutzung von Biomasse
• Fossil befeuerte Kraftwerke
• Kohlebefeuerte Kraftwerke
• Kraftwerk
• Kraftwerksprozesse
• Kraftwerkstechnik
• Modellierung von Kraftwerken
• Simulation von Kraftwerken
• Steinkohle Dampfkraftwerk

Publikationen

• Everts, B.; Distler, T.; Kather, A.: Biomasse in Kohlekraftwerken kann CO₂-Emissionen senken. März 2015. , http://kraftwerkforschung.info/biomasse-in-kohlekraftwerken-kann-co2-emissionen-senken/
• Everts, B.; Distler, T.; Kather, A.: Co-firing of dried or torrefied wood in coal fired boilers - impacts on the power plant process and possibilities of integrated fuel pre-treatment. In 5^th Workshop Cofiring Biomass with Coal, 2015.
• Everts, B.; Distler, T.; Kather, A.: Co-firing of local available biomass - decentralised drying vs. integrated on-site drying. In 23^rd European Biomass Conference and Exhibition, 2015.
• Everts, B.; Distler, T.; Kather, A.: Integration eines Trocknungsprozesses in ein kohlenstaubbefeuertes Großkraftwerk zur Mitverbrennung von lokal verfügbarer Biomasse in hohen Anteilen. In 46. Kraftwerkstechnisches Kolloquium Dresden, Oktober 2014.
• Everts, B.; Distler, T.; Kather, A.: Integration of a drying process in a large-scale pulverized coal-fired power plant for the co-firing of local available biomasses at high rates. In 22^nd European Biomass Conference and Exhibition, Hamburg, 2014.
• Distler, T.; Everts, B.; Kather, A.: Integration of a torrefaction process in a large-scale pulverized coal-fired power plant for the reduction of energy requirement for biomass milling at higher co-firing rates. In 22^nd European Biomass Conference and Exhibition, Hamburg, 2014.
• Distler, T.; Everts, B.; Kather, A.: Modellierung der Integration eines Trocknungs- und Torrefizierungsprozesses in ein kohlestaubbefeuertes Dampfkraftwerk zur Reduzierung des Mahlaufwands bei der Mitverbrennung von Biomasse. In 46. Kraftwerkstechnisches Kolloquium Dresden, Oktober 2014.
• Distler, T.: Torrefizierung von Biomasse zur Mitverbrennung in kohlebefeuerten Dampfkraftwerken. Promotion/Dissertation, Technische Universität Hamburg-Harburg, 2016.
• Everts, B.: Evaluation of drying processes for biomass co-firing in coal fired steam power plants. Promotion/Dissertation, Technische Universität Hamburg-Harburg, 2016.