„Durch die Energiewende ist das klassische System großer zentraler Kraftwerke in Frage gestellt, nach wie vor aber sind Kraftwerksfeuerungen das Rückgrat der Energieversorgung in Deutschland“, sagt der Verfahrenstechniker. Die aus Sonnen- und Windenergie dezentral gewonnene Strommenge schwankt je nach Wetterlage, die zentralen Großkraftwerke müssen darauf entsprechend flexibel reagieren, damit dennoch jederzeit ausreichend Strom zur Verfügung steht. Der Wissenschaftler untersucht mit seinem Team, wie sich die notwendige Lastflexibilität der Kohlekraftwerke auf die Freisetzung von Stickoxiden, Schwefel und Kohlenmonoxid in Abhängigkeit der Luft- und Brennstoffzufuhr auswirkt.
„Kohlekraftwerke werden weiterhin gebraucht, aber man könnte für ihre Befeuerung einen Teil der Kohle durch Biomasse ersetzen, um den Ausstoß von fossilem CO₂ weiter zu reduzieren“, sagt Gehrmann. Die verschiedenen Effekte des Verbrennungsverhaltens von Kohle und Biomasse - die sich zum Beispiel durch ihre flüchtigen Bestandteile bei unterschiedlichen Temperaturen entzündet -, lassen sich positiv nutzen. „Um eine gute Verbrennung zu erreichen, betrachten wir unter anderem den Trocknungsgrad und die Partikelgröße der Brennstoffe“, so der Forscher. Die Erkenntnisse dieser Mischfeuerung lassen sich auch auf dezentrale Anlagen übertragen, in denen unterschiedliche Biomassen wie Holzhackschnitzel, Grünschnitt und Gärreste zusammen verbrannt werden können. Diese nutzen zum einen die Energie der biogenen Brennstoffe, zum anderen stellen sie den Landwirten Stickstoff, Phosphat und Kalium als konzentrierten Düngerzuschlagsstoff zur Verfügung. Nahezu 50 Prozent der Phosphatimporte ließen sich auf diese Weise ersetzen, so Gehrmann. An energie- und ressourceneffizienten schadstoffarmen Verfahren wird am ITC in mehreren Forschungs- und Pilotanlagen gearbeitet. Unternehmen, die Biomasse im eigenen Betrieb als Brennstoff nutzen möchten, bietet das ITC die Dienstleistung `FuBe Brennstoff und Energie´ an. Der Service untersucht beispielsweise das Verbrennungsverhalten von Kirschkernen oder Pressrückständen einer Brauerei und bietet Rat für die wirtschaftliche Auslegung von Verbrennungsanlagen. Für das energieeffiziente Heizen im Wohnhaus hat der Experte für Verbrennungstechnologie mit seiner Arbeitsgruppe einen Pelletofen entwickeln, der als Durchlauferhitzer funktionieren und einen kurzfristig erhöhten Wärmebedarf schnell und effektiv decken kann.
afr
Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Dr. Hans-Joachim Gehrmann her.
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Foto Verbrennung: Dr. Hans-Joachim Gehrmann, KIT
Portrait: Markus Breig, KIT