Verbundvorhaben: Eco-PIK (Ökoeffiziente Prozessintegrierte Klärschlammverwertung) – Kombination einer Klärschlammvergasung mit einer biologischen Methanisierung und einem flexibilisierten Mikrogasturbinenprozess; Teilvorhaben: Mikrogasturbinenprozess
Zeitraum
2022-06-01 – 2025-05-31
Bewilligte Summe
274.800,00 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI5441C
Leistungsplansystematik
Energetische Biomassenutzung [EB1920]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI5)
Förderprogramm
Energie
In dem Forschungsvorhaben Eco-PIK wird auf dem Gebiet der energetischen Nutzung bio-gener Reststoffe ein prozessintegriertes Verfahren zur Klärschlammverwertung, Gaserzeugung, Gasveredelung und Gasnutzung entwickelt. Die Idee ist, die einzelnen Verfahrensschritte unter Nutzung vielfältiger Synergien so in die bestehende Kläranlagenstruktur einzubetten, dass ein optimiertes Gesamtverfahren entsteht und gleichzeitig der Klärschlamm vor Ort effizient verwertet wird. Das Verfahrenskonzept besteht aus A) einer Klärschlammvergasung und Synthesegaskonditionierung, B) einer biologischen Methanisierung in situ der anaeroben Klärschlammvergärung und C) der Nutzung des veredelten Gases in einem flexibilisierten Mikrogasturbinenprozess. Das Synthesegas besteht hauptsächlich aus H2, CO und CO2 und wird bei der in situ Vergärung von Mikroorganismen zu einem CH4-reichen Gas veredelt, welches vielfältige Nutzungsmöglichkeiten eröffnet. Ein neuartiger lastflexibler Mikrogasturbinenprozess, wie er in diesem Projekt zum Einsatz kommen soll, stellt daraus sowohl Strom als auch hochwertige Wärme bereit. Die Wärme wird wiederum in der Trocknung und der Vergasung benötigt. Die im Grundsatz bekannten Teilprozesse A, B und C werden im Rahmen dieses Vorhabens für den Anwendungsfall theoretisch und praktisch weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Kopplung untersucht. Hierfür werden die Einflussparameter der Teilprozesse in Versuchsanlagen systematisch analysiert. Übergeordnet findet eine Bewertung des Gesamtverfahrens und von verschiedenen Untervarianten unter ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten (Ökoeffizienzanalyse) statt. Dabei werden sowohl weitere denkbare Komponenten wie z.B. die Elektrolyse von Wasser als auch die Qualität der Rückstände zur weiteren Verwertung als Düngemittel bzw. zur Phosphorrückgewinnung einbezogen. Abschließend wird auf Basis der Forschungsergebnisse das Verfahren für eine Demonstrationsanlage zur großtechnischen Umsetzung auf einer Kläranlage skaliert.