BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies

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Gewerbepark Haag 3

3250 Wieselburg-Land

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BEST - Bioenergy and Sustainable Technologies

Kompetenzen

Entwickeln von neuen Technologien für die thermische Nutzung von biogenen Brennstoffen im kleinen Leistungsbereich

Ressourcen
  • Kalorimeterraum zur experimentellen Bestimmung von Energiebilanzen und Wirkungsgraden von Wärmequellen
  • 12 Versuchsstände mit umfangreicher Messtechnik für Biomassefeuerungsanlagen  von 1 kW bis 500 kW
  • Mobile Messtechnik und Datenerfassung für  Feldmessungen
  • Versuchsanlagen für biomassebasierte Heizungssysteme (inkl. solare Wärmeerzeugung, Wärmespeicherung, Wärmeabnahme, Lüftung und Klimatisierung)
  • LabView Softwareplattform für die Mess-, Steuer- und Regelungstechnikentwicklung
  • Leistungsfähige Softwarewerkzeuge zur simulationsgestützten Entwicklung (z.B. Matlab, Transys, IPSE)
  • Umfangreiches Marktwissen und Netzwerk mit den wesentlichen Akteuren im Bereich der Biomassefeuerungsanlagen (Industrie, Forschung, öffentliche Verwaltung)
  • Umfassendes Technologie- und Produktwissen und Expertise zur Systemintegration (Gebäudeintegration) von Biomassefeuerungen
  • Expertise im Bereich feuerfester Materialien, Glas und metallischer Werkstoffe
  • Langjähriges Erfahrungswissen als externer Forschungs- und Entwicklungsdienstleister (Projektplanung, Förderungen, Projektabwicklung, Berichtswesen) für kleine und mittelständische Unternehmen der Biomasse-Kleinfeuerungsbranche und verwandter Industriebereiche
Fähigkeiten
  • Entwickeln und Optimieren von Biomassefeuerungsanlagen (Serien- oder seriennahe Produkte), Komponenten und Sekundärmaßnahmen zur Emissionsreduktion und Wirkungsgradsteigerung
  • Entwickeln und Optimieren von Feuerungsanlagen für alternative biogene Brennstoffe (z.B. Miscanthus, Stroh, …)
  • Entwickeln von neuen Bewertungs-, Mess- und Monitoringmethoden als Grundlage für die systematische Bearbeitung neuer Entwicklungsaufgaben im Bereich der thermischen Nutzung von Biomasse
  • Entwickeln und Aufbauen von aufgabenspezifischer, leistungsfähiger Messtechnik und direkter Anbindung an Anlagensteuerungen (Versuchsstand und Feldmessung)
  • Simulationsgestütztes Entwickeln von technischen Lösung unter Einsatz von geeigneten Rechen- und Simulationsmodellen  (z.B. Strömungsmechanik, Thermodynamik der Verbrennung, Anlagencharakteristika, Speicher und hydraulische Schaltungen, empirische Modelle wie Wärmeabnahmeprofile,…)
  • Entwickeln und Optimieren von biomassebasierten Heizungs-, Lüftungs- Klimatisierungssystemen (HLK) in Kombination mit Wärmepumpen und Solarsystemen (sogenannten Hybridsystemen)
  • Anwenden von Innovationswerkzeugen (z.B. FMEAs, TRIZ etc.) in der Konzeptentwicklung
Referenzen

  • Entwicklung und Optimierung von Biomassekesseln kleiner Leistung: Im Zuge verschiedener Projekte werden automatisch (Pellets- und Hackgut) und händisch (Scheitholz) beschickte Feuerungen entwickelt und optimiert. Dies gilt sowohl für einzelne Komponenten, als auch für Gesamtsysteme. Beispielhaft seien hier die Entwicklung eines Pellets-/Scheitholz-/Kombikessels, die Weiter-entwicklung und Optimierung von Abwurffeuerungen, von Rosten, und von Ab-reinigungslösungen für Roste und Brennschalen, die Entwicklung und Optimie-rung von Luftstufungskonzepten und der zugehörigen Regelungen. Die Ziele der Arbeiten sind idR die Erhöhung der Zuverlässigkeit und das Erreichen niedrigster Emissionen bei gleichzeitig bestmöglichem Nutzungsgrad.
  • Entwicklung und Optimierung von Pellets-, Briketts und Scheitholzöfen: Bei der Entwicklung und Optimierung von Raumheizgeräten (Kamineinsätze, Kaminöfen, Speicheröfen, …) steht die Reduktion von Emissionen, insbesondere von Staub und organischen gasförmigen Verbindungen, im Fokus der Anstrengungen. Die zur Verfügung stehenden Methoden und Infrastrukturen, sowie das erarbeitete Erfahrungswissen erlauben die Erarbeitung von technischen Lösungen, die bestmögliche Performance auch im Feld sichern.
  • Sekundärmaßnahmen zur Reduktion von Emissionen und Steigerung des Wirkungsgrades: Mithilfe anwendungsorientierter Methoden werden Sekundär-maßnahmen zur Emissionsreduktion charakterisiert und darauf aufbauend die In-tegrationslösungen (geeignete Temperaturbereiche und Atmosphären, techni-sche Machbarkeit) entwickelt und umgesetzt. Einschlägige Erfahrung besteht insbesondere bei Katalysatoren, Elektro- und Gewebefiltern sowie bei konden-sierenden Abscheidern. Wird die Abgaskondensation aktiv durch Wärmepumpen unterstützt, so kann die aus der Abkühlung des Verbrennungsgases rückge-wonnene Wärme auf nahezu beliebige Temperaturniveaus gehoben werden.

Entwickeln von Kraft-Wärme-Kopplungstechnologien im kleinen Leistungsbereich

Ressourcen
  • Umfangreich ausgestattetes Technikum mit Versuchsständen  für KWK-Technologien
  • Messtechnische Ausrüstung und Mess- und Bewertungsmethoden zur Charakterisierung von Mikro-KWKs (Kenngrößen, Break-Even, Nettoproduktion, Regelung…) 
  • Werkzeuge zur Simulation der Wärmetransportmechanismen von KWK-Anlagen
  • Netzanalysatoren für die Strommessung
  • Langjähriges Know-how im Bereich Kraft-Wärme-Kopplungstechnologien
Fähigkeiten
  • Identifizieren von Entwicklungspotentialen und Evaluieren neuer
    Kraft-Wärme-(Kälte)kopplungstechnologien (KWK(K)) – zB Stirling-Motor, Dampfprozesse und ORC, Absorption, Adsorption, … - in Verbindung mit der thermischen Nutzung fester Biomasse
  • Anwendungsbezogenes Forschen und Entwickeln im Bereich der Thermoelektrik (Auswahl  passender Generatoren, thermische Integration der Generatoren, Steuern der Wärmeströme zur Erhöhung des elektrischen Systemwirkungsgrades, …)
  • Planen und Durchführen von Projekten zur Komponentenentwicklung, Systemintegration, als auch Gesamtsystemoptimierung  für verschiedener KWK-Anwendungen
  • Entwickeln von Brennkammern und Wärmetauschern (inkl. Abreinigung und / oder Vermeidung von Depositionsbildung) für KWK-Anlagen
  • Entwickeln intelligenter Regelungen für KWK- Systeme
Referenzen
  • Biotheg III: Der automatische Start, der Betrieb und die Wärmeverteilung pelletbetriebener Öfen erfordert elektrische Energie. Diese wird durch den Einsatz thermoelektrischer Generatoren (THEGs) während der Heizphasen durch den Ofen selbst erzeugt. Dadurch kann dieser ohne Anbindung an ein Stromnetz betrieben werden
  • StirBio: Im Fokus der Projekts steht die Entwicklung einer Pellets-Versuchsfeuerung zum Betrieb eines integrierten 5kWel Stirling-Motors. Durch einen für Biomassebetrieb optimierten Wärmetauscher und eine Verbrennungsluftvorwärmung durch Abgaswärmerückgewinnung werden dabei für Biomasse betriebene Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsmaschinen (Mikro-KWK) bisher unerreichte elektrische Effizienzen erlangt.
  • Bison: Im Rahmen des Projekts wurde der Norm-Nutzungsgrades in Anlehnung an DIN 4702 Teil 8 ermittelt. Weiters wurde die Mikro-KWK Anlage BISON nach Referenzlastprofilen betrieben, um eine optimale ökonomische Betriebsweise zu ermitteln. Die erhaltenen Betriebsdaten wurden zusätzlich für die Entwicklung einer Testmethode zur Beurteilung von mikro-KWK Anlagen genutzt.

Erstellen von Simulationsmodellen und Regelungskonzepten für komplexe thermische Systeme

Ressourcen
  • Experimentelle Infrastruktur zur Validierung von Simulations- und numerischen Modellen
  • Eigenentwickelte, maßgeschneiderte Simulationsmodelle (Speichermodell, Kesselmodell, Rohrleitungsmodell, Wärmetauschermodell inkl. Kondensation…)
  • Leistungsfähige Simulationssoftware (LabView, Matlab, Simulink) und Rechner
  • Langjähriges Experten-Know-how im Bereich technischer Modellierung und Programmierung, und numerischer Mathematik
  • Zugang zu Experten und Infrastruktur  im Bereich der Strömungssimulation (CFD Computational Fluid Dynamics) und Regelungstechnik
  • Kooperationen (z.B. Simulationssoftware, experimentelle Infrastruktur, Recheninfrastruktur) mit führenden Universitäten (z.B. TU Wien, TU Graz, BOKU)
Fähigkeiten
  • Analysieren von thermischen Systemen  (Wärme-und Kältenetze, Gebäude, Anlagen, Einzelkomponenten) und Identifizieren von  Modellierungsparametern
  • Entwickeln und Validieren von Modellen auf Basis von naturwissenschaftlichen Grundlagen und empirischen Daten
  • Durchführen von Simulationen zur  Entwicklung und Optimierung von technischen Energiesystemen 
  • Entwickeln, Optimieren und Implementieren von modellbasierten Regelungen
  • Auslegen von komplexen thermischen Systemen und Auswählen von Komponenten anhand der entwickelten Modelle
  • Optimieren der Betriebsführung simulierter thermischer Anlagen
Referenzen

  • SunSorber II: Im Rahmen des Projekts wurde mit Hilfe eines Simulationsmodells der Ad- und Desorptionsprozess eines Laborprototypen abgebildet. Zusätzlich wurden im Labor Daten über die Ad- und Desorptionskinetik verschiedener Materialien ermitteln. Die Simulationen ermöglichten die praktischen Versuche effizienter zu planen und durch Einbau der Kinetikdaten war es möglich, Rückschlüsse auf alternative Adsorptionsmaterialien zu machen.
  • ActiveCond: Bei der Verbrennung von Biomasse entsteht Wasserdampf. Dieser verursacht bei modernen Biomassekesseln einen Großteil der Energieverluste. Durch eine Kondensation dieses Wasserdampfes bei niedrigen Temperaturen und anschließendem Einsatz einer Wärmepumpe kann diese Energie aus dem Abgas in das Heizsystem übertragen werden
  • FHKW Plus: Aufbauend auf den Ergebnissen aus ActiveCond wird am Beispiel des Fernheizkraftwerk (FHKW) Tamsweg der Einbau einer Wärmepumpe in eine bereits bestehende KWK-Anlage mit integriertem ORC-Kreisprozess bilanziert (Wärme- und Energieauskopplung, korrosive Schadstoffe) und die Optimierung durch eine Prozesssimulation und die Entwicklung und Implementierung einer neuen Prozessregelung untersucht.
  • BiNe: Um die Einspeisung von Wärme an beliebigen Punkten dezentral in ein Nahwärmenetz technisch und wirtschaftlich zu ermöglichen, wurden grundlegende Fragestellungen erörtert. So kann durch eine intelligente Vernetzung von WärmeproduzentInnen und -konsumentInnen der regionale Primärenergieeinsatz reduziert werden. Weiters ergeben sich wirtschaftliche Vorteil

Analysieren, Entwickeln und Bewerten von Biobrennstoffen und Biotreibstoffen und deren Herstellprozessen

Ressourcen
  • Pelletieranlage im Labormaßstab
  • Spezifische Versuchsfeuerungsanlagen inkl. Messtechnik  und Lager
  • Analytische und experimentelle Infrastruktur zur Charakterisierung und Bewertung biogener Rohstoffe  sowie deren Aschen
  • Zugang zu Software-Tools für die Beurteilung des Ascheschmelzverhaltens von fester Biomasse (FactSage)
  • Versuchsapparatur für Ausgasungsversuche bei der Pelletslagerung (Labormaßstab)
  • Gaschromatograph (GC) zur Bestimmung der Ausgasungsprodukte von Pellets
  • Datenbanken zu einer großen Bandbreite an biogenen Rohstoffen und deren Aschen  (z.B. Mengenpotenziale, Brennstoffcharakteristika, Verbrennungseigenschaften...)
  • Methoden und Werkzeuge zur technischen, ökonomischen, ökologischen und sozialen Bewertung
  • Expertenwissen zu alternativen biogenen Rohstoffen und deren energetischer Nutzung (z.B. Mikroalgen, Wasserpflanzen, Jatropha, Miscanthus, Stroh, Mais, organische Reststoffe,...)
  • Vertretung und Mitarbeit in nationalen und internationalen Standardisierungs- und Normungsgremien im Bereich Biobrennstoffe und Biotreibstoffe
Fähigkeiten
  • Entwickeln, Optimieren und Bewerten der Rohstoffbereitstellungsketten von Biobrennstoffen (Ernte, Aufbereitung, Trocknung ,Transport , Lagerung).
  • Analysieren und Bewerten unterschiedlicher Biobrennstoffe (Brennstofftechnische Eigenschaften, Verbrennungsverhalten, Korrosionspotenzial, Verschlackungsneigung,...) sowie der entstehenden Aschen, Schlacken, partikelförmigen Emissionen oder Abgaskondensate.
  • Entwickeln von Methoden zur Bewertung von Brennstoffen (Verschlackungsneigung, Freisetzungsverhalten unerwünschter Emissionen,…)
  • Optimierung von Brennstoffeigenschaften durch Rohstoffselektion, -aufbereitung und –mischung sowie Additivierung und Konditionierung
  • Pelletierung verschiedenster biogener Rohstoffe (diverse Holzsortimente, Sonnenblumenschalen, noch 1-2 spannende Rohstoffe)
  • Untersuchung des Ausgasungsverhaltens von Pellets bei der Lagerung im Labormaßstab sowie in Lagerräumen, Tanks und Silos.
  • Analysieren und Bewerten von Rohstoffen für Biotreibstoffe entlang der Prozesskette (Kultivierung, Ernte, Aufbereitung, Umwandlung, Nutzung)
  • Analysieren der Möglichkeiten und Verfahren zur stofflichen und energetischen Nutzung von Biomassen
Referenzen
  • SafePellets – Bei der Lagerung von Holzpellets werden CO und leicht flüchtige organische Verbindungen freigesetzt. Wissen über den Mechanismus der Ausgasungsreaktionen und das Ausgasungsverhalten verschiedener Holzsorten ermöglicht eine diesbezügliche Charakterisierung von Pellets. Erarbeitete technische Lösungen und Sicherheitsvorschriften und Normen (ÖNORM, VDI, ISO) tragen dazu bei Pelletslager beim Endkunden sicherer zu machen.
  • ProPelletsII – Holzpelletsqualitäten am Europäischen Markt weisen eine große Schwankungsbreite auf. Untersuchungen zeigen klare Abhängigkeiten von Rohstoffqualität (Holzart, Sortiment) und Einhaltung von Produktionsstandards. Verbrennungsversuche in einer marktüblichen Feuerung stellen den Zusammenhang zwischen Brennstoffqualität und praktischen Verbrennungseigenschaften (Verschlackungsneigung, Emissionen) her.
  • Algae&Energy:Austria – Mikroalgen sind ein vielversprechender Rohstoff für die Industrie und den Energiesektor. Eine technologische, ökologische und ökonomische Bewertung möglicher Produktions- und Verwertungspfade zeigt die Chancen für die österreichischen Technologieentwickler sowie den weiteren Forschungsbedarf auf.
  • Bioenergy in Africa and Central America – Jatropha als ölreiche aber relativ anspruchslose Pflanze bietet in subtropischen Gebieten Chancen zur Produktion von Produkten für den regionalen Markt sowie für Europa und Asien. Insbesondere die Eignung von Jatropha-Öl zur Produktion von Biodiesel wurde untersucht.

Erbringen von Beratungs- und Qualifizierungsleistungen im Bereich der energetischen Nutzung von Biomasse

Ressourcen
  • Eigene Datenbanken zu Märkten, Produkten, Marktakteuren, Technologien, Ressourcen, Brennstoffcharakteristika
  • Methoden und Werkzeuge zur technischen, ökonomischen, ökologischen und sozialen Bewertung (z.B. statistische Modelle zur Analyse von Preisen, Volatilitäten und Risiken, Treibhausgasberechnung, Lebenszyklusanalyse,...)
  • Breit gefächertes multidisziplinäres Team mit Markt-, Technologie- und Produktwissen im Bereich der Bioenergie
  • Didaktisch sehr gut aufbereitete Schulungsunterlagen zur thermischen Nutzung von Biomasse
  • Zugang zu Expertennetzwerken  auf nationaler, europäischer und internationaler Ebene (z.B. Verein österreichischer Kessellieferanten, Netzwerk Biotreibstoffe, European Biofuels Technology Platform, European Technology Platform for Renewable Heating and Cooling, IEA Bioenergy, IEA Advanced Motor Fuels)
Fähigkeiten
  • Organisieren von Expertengruppen und Aufbauen und Leiten von Expertennetzwerken
  • Gestalten von Stakeholderprozessen zur Überwindung von Diffusionsbarrieren bei  der energetischen Nutzung von Biomasse
  • Betreiben von fachspezifischen Informationsportalen und Herausgeben von fachspezifischen Zeitschriften
  • Erbringen von Entscheidungsgrundlagen für Politikverantwortliche (z.B. CO2-Minderung durch stoffliche Nutzung von Biomasse, Nachhaltigkeit von Biotreibstoffen, Emissionsreduktionspotenziale durch Technologiesubstitution, Feinstaubreduktion,...)
  • Erarbeiten von energetischen Konzepten für industrielle Anwendungen und Durchführen von  Energieberatungen für Private
  • Durchführen von Studien (z.B. technische, ökonomische, ökologische und soziale Bewertung, Verfügbarkeit von Bioressourcen, … ) und Erstellen von Technologieroadmaps für Industrie und Politik
  • Begleiten von organisationsübergreifenden und unternehmensinternen Innovationsprozessen
  • Entwickeln und Umsetzen von Ausbildungskonzepten und Schulungen im Bereich Bioenergie
  • Begleiten und Beraten von Unternehmen zu Markteinführungen, Produktportfoliogestaltung, Finanzierung von F&E Projekten, etc.
Referenzen
  • Marktstatistik - Für die Marktstatistik der innovativen Energietechnologien in Österreich wird der Bereich der Biomasse (Brennstoffe und Technologien) statistisch erhoben, sowie die entsprechenden Branchenumsätze, Arbeitsplätze und CO2 Einsparungen ermittelt.
  • Renewable Energy Installer Academy Ireland – Für die Weiterbildungsinitiative und Zertifizierung von Installateuren von Biomasseheizungen in Irland wurden umfangreiche Schulungsmaterialien in englischer Sprache erstellt und damit vor Ort Train-the-Trainer Schulungen abgehalten.
  • PromoBio – Durch die Konzipierung und Durchführungen von Trainings und Stakeholderworkshops konnten in unterschiedlichen Regionen in Europa Bioenergieprojekte, hauptsächlich Heizwerke, erfolgreich initiiert werden.
  • FTI Roadmap BioHeating and Cooling – Für Österreich wurde eine umfassende Forschungs- Technologie- und Innovationsroadmap für das Heizen und Kühlen mit Biomasse erstellt.
  • Netzwerk Biotreibstoffe – Zur Erreichung des engagierten Zieles, bis zum Jahr 2020 10% aller Transporttreibstoffe durch Treibstoffe aus erneuerbaren Quellen zu ersetzen, sind gemeinsame Anstrengungen aller Akteure notwendig. Ein intensiver Informationsaustausch wird über eine Internetseite, einen zweiwöchentlichen email-Newsletter und eine vierteljährlich erscheinende Fachzeitschrift gewährleistet.
  • Rohstoffvorbehandlung für die Biodieselproduktion – Für einen Biodieselproduktionsanlagenanbieter wurde eine Übersicht über die verschiedenen Ölverarbeitungsverfahren erstellt, um die Entwicklung einer maßgeschneiderten Vorbehandlungsanlage zu unterstützen.

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