Thermische Kraftwerke
Vorhersagetool verbessert den Einsatz von Biomasse als Brennstoff

Wenn in konventionellen Kraftwerken Biomasse als Brennstoff eingesetzt wird, ändert sich der Rauchgas-Mix. Als Folge können Bauteile verschmutzen, verschlacken oder korrodieren. Das Vorhersagetool des VERA-Forschungsteams soll dies verhindern. Es berechnet die optimalen Betriebsbedingungen passend zur jeweiligen Biomassequalität.

Was einfach klingt, ist komplex. Denn Biomasse ist im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen wie Gas oder Kohle unterschiedlich zusammengesetzt. Ob Ernterückstände, Holzreste oder Klärschlämme als Brennstoffe genutzt werden, hat Auswirkungen auf den Kraftwerksbetrieb. Daher analysiert das Wissenschaftsteam im Forschungsprojekt VERA zunächst im Labor die jeweiligen Zusammensetzungen der Brennstoffe und Rauchgase. Anschließend untersuchen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler deren Auswirkungen auf die Bauteile, etwa durch Beläge oder Korrosion. Das für vier Kraftwerke jeweils angepasste Vorhersagetool kombiniert diese Ergebnisse dann mit den Informationen aus einer in VERA erweiterten thermochemischen Oxid-Salz-Datenbank sowie Messdaten. Am Ende können die optimalen Betriebsbedingungen daraus ableitet werden. Eine detaillierte Verbrennungssimulation sichert die Ergebnisse des mit geringem Aufwand einsetzbaren Vorhersagetools ab.

Neue Datenbank für biogene Brennstoffe

„Mit dem Einsatz von Biomasse in Kraftwerken wirken durch die von Kohle verschiedene chemische Zusammensetzung des Brennstoffs andere Mechanismen bei der Bildung von Verschmutzungen“, erläutert Projektleiter Jörg Maier von der Universität Stuttgart. „Durch das gezielte Mischen unterschiedlicher Brennstoffqualitäten auf Basis unser Vorhersagen können Stillstände und Schäden verhindert und der Wirkungsgrad des Prozesses erhöht werden.“ Umso wichtiger ist es, Kenntnisse über die Brennstoff- und Rauchgaszusammensetzungen und deren Auswirkungen auf die Anlage zu haben. Innerhalb von VERA wird daher auch eine neue Brennstoffdatenbank für biogene Brennstoffe aufgebaut.

Anwenderversion des Tools für Kraftwerkspersonal

Ob Biomasse in Kraftwerken mitgefeuert oder der Betrieb komplett auf den alternativen Brennstoff umgestellt wird: Gesucht werden immer die bestmöglichen Betriebsbedingungen. Das neue softwaregestützte Vorhersagetool soll perspektivisch Hinweise für den Praxisalltag der Energieversorgungsunternehmen geben. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus den fünf Partnerinstitutionen planen auch eine Anwenderversion für das Kraftwerkspersonal. Dabei liegt der Fokus auf einer leicht und intuitiv zu bedienenden Benutzeroberfläche. (it)