Verbrennungsforschung

Mit Biomasse betriebene Kraftwerke können Strom und Wärme genau zu dem Zeitpunkt liefern, an dem eine grosse Nachfrage danach besteht. Diese Fähigkeit, kombiniert mit ihrer nahezu CO2-neutralen Verbrennung, macht Biomasse zu einem wichtigen Pfeiler im Energiemix der Zukunft.

Ein Grossteil der heute in Industrie und Haushalt benötigten Wärme stammt noch immer aus der Verbrennung fossiler Energieträger. Um diesen Anteil langsam zu ersetzen, werden vermehrt Feuerungen mit nachwachsenden Rohstoffen betrieben. Im Vergleich zu fossilen Energieträgern haben diese alternativen Brennstoffe eine wesentlich bessere CO₂-Bilanz. Ihr Einsatz ist allerdings auch mit einigen Herausforderungen, unter anderen höheren Feinstaubemissionen, verbunden. Unser Institut besitzt die notwendigen Spezialmessgeräte, um die Intensität der Schadstoffemissionen im Labor und im Feld korrekt zu bestimmen. Da allein der Nachweis dieser Schadstoffe für eine saubere Wärmeversorgung nicht ausreicht, arbeiten wir gemeinsam mit den Kesselherstellern auch an einer Weiterentwicklung der Biomassefeuerungen.

Der Brennstoff Holz wird in den verschiedensten Formen (Pellets, Stückholz, Hackschnitzel, Holzstaub) zur Wärmeproduktion verwendet. Wir analysieren den Verbrennungsprozess und die jeweiligen Randbedingungen des Brennstoffs, um die Emissionen zu reduzieren und den Wirkungsgrad zu steigern. Dazu nutzen wir Simulationssoftware, die es ermöglicht, den zeitlichen Verlauf chemischer Reaktionen und das Strömungsverhalten von Gasen zu berechnen. Die daraus abgeleiteten Optimierungen werden anschliessend an Verbrennungsprüfständen auf ihre Plausibilität hin untersucht.

Kompetenzen

• Nachweis gasförmiger Verbrennungsprodukte und von Feinstaubpartikeln
• Emissionssenkung und Wirkungsgradsteigerung bei Biomassefeuerungen
• Bau und Betrieb komplexer Verbrennungsprüfstände
• Atmosphärische, gestufte Gasverbrennung
• Stromerzeugung aus Biomasse mittels einer indirekt beheizten Heissluftturbine
• Modellierung von Verbrennungssystemen, auch in Zusammenarbeit mit dem Institut für Thermo- und Fluidengineering FHNW