Schlussbericht zum Vorhaben SyntheseReady - Entwicklung flexibler Biomasseheizkraftwerke zur Sektorkopplung

Abstract

Das Verbundvorhaben SyntheseReady verfolgte das Ziel, bestehende Biomasseheiz(kraft)werke so weiterzuentwickeln, dass sie neben der konventionellen Strom- und Wärmeerzeugung flexibel zur Bereitstellung von synthesefähigen Gasen für Power-to-Gas-Anwendungen eingesetzt werden können. Im Fokus stand dabei die Adaption der thermischen Biomassevergasung durch den Einsatz des Oxyfuel-Verfahrens sowie die Entwicklung intelligenter, netz- und marktdienlicher Betriebs- und Regelungsstrategien. Im Projekt wurde gezeigt, dass die Oxyfuel-Gegenstromvergasung von Biomasse technisch zuverlässig realisierbar ist und ein Produktgas mit geeigneter Zusammensetzung für einen nachgeschalteten Methanisierungsprozess bereitstellt. Umfangreiche experimentelle Untersuchungen an einer Demonstrationsanlage bestätigten die hohe Dynamik und Flexibilität des Vergasungsprozesses, insbesondere hinsichtlich schneller Lastwechsel und variabler Betriebszustände. Ergänzend wurden modellbasierte Prozesssimulationen und techno-ökonomische Analysen durchgeführt, um unterschiedliche Betriebs- und Nutzungsszenarien zu bewerten. Diese Analysen zeigen, dass das SyntheseReady-Konzept insbesondere in kommunalen Energiesystemen mit saisonal schwankendem Wärmebedarf wirtschaftliches Potenzial besitzt. Ein weiterer Schwerpunkt lag auf der Untersuchung nichtkatalytischer, elektrisch beheizter Konzepte zur Reduktion von Teeren und zur Nutzung organischer Kondensatbestandteile. Hier konnten wertvolle Erkenntnisse zur thermischen Umsetzung wässriger Kondensate gewonnen werden, die eine wichtige Grundlage für zukünftige, stärker elektrifizierte Biomasseprozesse darstellen. Insgesamt liefert SyntheseReady einen wesentlichen Beitrag zur Sektorkopplung von Strom, Wärme und chemischen Energieträgern auf Basis von Biomasse als regional verfügbarer, erneuerbarer Kohlenstoffquelle. Durch die Nutzung bestehender Anlagentechnik und die kurze Time-to-Market stellt das Konzept eine vielversprechende Option dar, um kurzfristig zur Integration erneuerbarer Energien, zur Energiespeicherung und zur Reduktion von Treibhausgasemissionen beizutragen.