Alternative Brennstoffe

Während im Bereich der fossilen Brennstoffnutzung langjährige Erfahrungen bei Förderung und Einsatz bestehen und etablierte Methoden bzw. Verfahren zur Charakterisierung, Probenaufbereitung und Analyse der Brennstoffe vorhanden sind, steht eine ersatzbrennstoffspezifische Methodenentwicklung zur Beschreibung der Förder- und Brennstoffeigenschaften noch am Anfang. Aus diesem Grund organisierte DI MATTEO Förderanlagen GmbH & Co. KG, Beckum, in Kooperation mit dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und ­Energietechnik UMSICHT einen Workshop zum Thema „Einsatz und Charakterisierung von Ersatzbrennstoffen“ (Bild 1). Über 60 Experten waren der Einladung zum Workshop nach Oberhausen gefolgt.

Nach der Begrüßung durch Dr. Luigi Di Matteo, DI ­MATTEO Gruppe (Bild 2), und Dr. Thomas Marzi (Bild 3), Fraunhofer UMSICHT, begann Dr. Di Matteo das Programm mit einem Vortrag zum „Stand der Technik beim Einsatz von Ersatzbrennstoffen“. Deutschland liegt mit über 50  % weltweit an der Spitze hinsichtlich der Nutzung von Sekundärbrennstoffen in der Zementindustrie. Allerdings müssen für das Sekundärbrennstoffhandling die besonderen physikalischen Eigenschaften dieser Stoffe berücksichtigt werden. Das gilt für die gesamte Prozesskette, von der Annahme, über Aufbereitung, Lagerung, Transport, Dosierung bis hin zur Prozesszuführung. Daran anschließend referierte Prof. Dr. Sabine Flamme (Bild 4), Gütegemeinschaft Sekundärbrennstoffe und Recyclingholz e. V., zum Thema „Gütesicherung von Ersatzbrennstoffen“. Sie unterschied die in Deutschland bereits streng qualitätskontrollierten Sekundärbrennstoffe (SBS) von der heizwertreichen Fraktion, die z.B. in Ersatzbrennstoffkraftwerken eingesetzt werden kann. Derzeit ist eine Überarbeitung der Grenzwerte auf der Tagesordnung. In Zukunft sollen diese heizwertbezogen festgelegt werden. Ihr folgte Julia Behling (Bild 5), Fraunhofer UMSICHT, mit Informationen zu „Untersuchungen von Biomassen im 2-stufigen Pyrolyseofen“ (Mitautor Philipp Danz, Fraunhofer UMSICHT). In der ersten Stufe erfolgt die Freisetzung der Flüchtigen, in der Zweiten deren Oxidation. Ziel ist eine exaktere und quantitativere Bestimmung des Brennverhaltens. Den ersten Vortragsteil beschloss Burkhard Krüger (Bild 6), Fraunhofer UMSICHT, mit Ausführungen zur „Modellierung der pneumatischen Fördereigenschaften von Ersatzbrennstoffen“. Er stellte das Projekt Zephyros vor, bei dem das Einblasverhalten von Ersatzbrennstoffen zuerst experimentell untersucht und dann mittels Modellierungen nachvollzogen werden sollte. Erst die Berücksichtigung verschiedener Partikelformen erlaubte eine Verifizierung der experimentellen Ergebnisse in der Modellierung. Dieses Vorhaben wurde in Zusammenarbeit mit DI MATTEO, gefördert durch die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V. AiF,  durchgeführt.

Nach einer kurzen Mittagspause führte Ulrich Strotkamp (Bild 7), DI MATTEO Förderanlagen GmbH & Co. KG, das Programm mit dem Vortrag „Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften von Ersatzbrennstoffen“ fort (Mitautor Dr. Günther Marotz, DI MATTEO Förderanlagen GmbH & Co. KG,). Nur durch eine exakte Materialcharakterisierung kann eine vernünftige Auslegung einer Anlage verwirklicht werden. So können unnötige hohe Sicherheiten und somit eine überdimensionierte Anlagenauslegung vermieden werden. Ihm folgte Dr. Siegmar Wirtz (Bild 8), LEAT, Ruhr-Universität Bochum, mit Ausführungen zum Thema „Die Verbrennung von Ersatzbrennstoff-Partikeln“. Er wies darauf hin, dass die Einzeleigenschaften der Partikel dabei eine wesentliche Rolle spielen. Danach referierte Dr. Kai Keldenich (Bild 9), Evonik Energy Services GmbH, zu „Optionen zur energetischen Nutzung von Abfällen und abfallstämmigen Brennstoffen in unterschiedlichen Anlagentypen“. Er stellte die unterschiedlichen Verbrennungstechnologien der Kraftwerke für diesen Brennstoff vor und machte auf die möglichen Probleme bei dem Betrieb dieser Krafwerkstypen mit diesen Brennstoffen aufmerksam. Den „Einsatz von Ersatzbrennstoffen in der Zementindustrie“ erläuterte dann Dr. Karl Lampe (Bild 10), Polysius AG. Steigende Kohlepreise und der CO₂-Emissionshandel steigern in vielen Ländern Europas die Nachfrage nach alternativen Brennstoffkonzepten. Viele Zementfirmen haben bereits ihre eigenen EBS-Strategien entwickelt (z.B. Holcim mit Geocycle). Lampe wies darauf hin, dass für die erfolgreiche Verwendung von EBS angepasste Technologien (z.B. Brenner wie der Polflam, oder Verbrennungskammern, wie der Prepol-Stufenreaktor) notwendig sind. „Untersuchungen zur Qualität und zum Alterungsverhalten von Rostaschen” wurden von Dr. Thomas Marzi, Fraunhofer UMSICHT, vorgestellt (Mitautor Manfred Kühl, ThyssenKrupp Xervon Energy GmbH). Rostaschen müssen erst einmal gealtert werden, um ein Ausreagieren der Stoffe vor dem weiteren Einsatz, z.B. als Unterbau im Straßenbau, zu ermöglichen. Untersuchungen können belegen, dass Rostasche aus EBS-Kraftwerken ähnlich wie die aus Müllverbrennungsanlagen reagiert.

Nach dem Vortrag und während der Pausen bestand ausreichend Gelegenheit, Aspekte aus den Vorträgen zu diskutieren. Alles in allem wurde bei der Veranstaltung ein guter Überblick über aktuelle Themen und Forschungsmöglichkeiten auf dem Gebiet der Sekundärbrennstoffe gegeben. Aufgrund der großen und guten Resonanz sind Nachfolgeveranstaltungen geplant. Hierzu wird die ZKG INTERNATIONAL frühzeitig drauf hinweisen.

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