Fraunhofer-GesellschaftBiomassefeuerungen optimal einzustellen ist aufwändig. Die Anlagen laufen daher nicht immer so effizient, wie sie es könnten. Eine digitale Prozessüberwachung soll Abhilfe schaffen – auch für kleine Anlagen.
Was die erneuerbaren Energieträger angeht, so gilt Biomasse als Allrounder: Mit ihr kann man Wärme ebenso erzeugen wie Strom oder Kraftstoffe. Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT arbeiten im Projekt DigitalFire daran, Biomassefeuerungsanlagen effizienter und damit wirtschaftlicher zu gestalten – und zwar mit Hilfe der Digitalisierung. »Digitale Prozessüberwachungen gibt es bislang nur in großen Biomasseheizkraftwerken oder Müllverbrennungsanlagen«, sagt Martin Meiller, Gruppenleiter am Fraunhofer UMSICHT. »DigitalFire adressiert erstmalig auch Feuerungen in kleineren Leistungsklassen, beispielsweise Kesselanlagen oder kleinere Biomassekraftwerke von 100 kW bis zu 20 MW Feuerungswärmeleistung.«
Der Hintergrund: Die meisten Verbrennungssysteme können zwar Brennstoffe niedrigerer Qualität wie etwa Waldrestholz oder biogene Reststoffe wie Bio- und Grünabfälle, Erntereste oder Stroh verarbeiten. Allerdings müssen die einzelnen Parameter an der Feuerung manuell eingestellt werden – nur so läuft der Verbrennungsprozess stabil und mit einem bestmöglichen Wirkungsgrad. Diese Einstellung ist aufwändig und erfordert viel Erfahrung, teilweise ist sie auch nur begrenzt möglich. Schleichen sich jedoch Fehler ein, führt dies zu höheren Emissionen und im schlimmsten Fall zu höherem Verschleiß mit Wartungsfolgen und Ausfallzeiten. »Eine durchgängige digitale Prozessüberwachung der Steuerungs- und Regelungstechnik ermöglicht dagegen, auch wechselnde Brennstoffqualitäten mit bestmöglicher Effizienz zu nutzen – also jederzeit eine ökonomisch und ökologisch bestmögliche Verbrennung zu erreichen«, erläutert Meiller. Dazu kombinieren die Forscherinnen und Forscher die Steuerungs- und Regelungstechnik mit digitalen Modulen – und zwar von der Brennstofflagerung über die Brennstoffzuführung bis hin zum Verbrennungsraum – und testen diese im Einsatz. Auch ein benutzerfreundliches Frontend etwa für mobile Endgeräte soll im Laufe des Projekts entwickelt werden.