Wirbelschichttechnologie sorgt für umweltfreundliche Energie
Die Wirbelschichttechnologie gewinnt, seitdem sie in den frühen 80er Jahren einen kommerziellen Status erreicht hat, zunehmend an Fahrt. Einer ihrer Hauptvorteile liegt in der Brennstoffflexibilität begründet, da die Kraftstoffverfügbarkeit ein wichtiges Anliegen ist. Aus verschiedene Brennstofftypen ergeben sich wiederum verschiedene Anforderungen an Technologie und Technik. Um die Fragmentierung in der Wirbelschichttechnologie zu reduzieren, muss die Koordination zwischen der in der EU und in Nicht-EU-Ländern durchgeführten Forschung verbessert werden. Das von der EU finanzierte Projekt ICOMFLUID (International collaboration on computational modelling of fluidised bed systems for clean energy technologies) repräsentierte die Zusammenarbeit führender Hochschulen aus China, der EU, Indien, Südafrika und den USA. Im Einzelnen unterstützte ICOMFLUID den Mitarbeiteraustausch zwischen den Partnerinstituten. Gleichzeitig bot man Möglichkeiten der intensiven Schulung durch praxisnahe Erfahrungen in verschiedenen Technologien an. Beispielsweise kann China viele technische Fortschritte bei der Ausführung mittelgroßer Einheiten vorweisen. Detaillierte Vergleiche gestatteten die gegenseitige Befruchtung von Ideen zwischen den Partnern. Die Forscher erstellten CFD-Modelle (numerische Strömungsmechanik; Computational Fluid Dynamics) für thermochemische Prozesse wie beispielsweise Pyrolyse, Vergasung und Verbrennung in Wirbelschichtreaktoren. Mehrphasenmodelle leisteten Hilfestellung dabei, den Wärme- und Stofftransfer zwischen Fest- und Flüssig-/Gasphasen sowie Phasenänderungen besser zu beschreiben. Überdies wurden Prüfstände für Wirbelschicht-Hydrodynamik aufgebaut. Es wurden richtungsweisende Arbeiten in Hinblick auf die Pyrolyseölmodellierung durchgeführt. Die Forscher bewerteten das Leistungsverhalten von direkten und indirekten Kontaktkondensatoren zum Pyrolyse-Vapour-Quenching, was in einer detaillierteren Darstellung der Kondensation unter Nutzung von Modellverbindungen resultierte. Zudem entwickelten sie Modelle für Kohlendioxidabscheidungsreaktoren (Carbon Capture) vom Mikro- zum Makromaßstab. Man untersuchte Wirbelschicht-CO2-Abscheidungsreaktoren mit neuen Werkstoffen sowie die Entwicklung von Kohle- und Biomasse-Mitverbrennungsanlagen zur Reduzierung der Schadstoffemissionen in der Wärme- und Stromerzeugung. Parametrische Studien offenbarten die operativen Grenzen der Wirbelschicht-Mitverbrennung. Darüber hinaus ermittelten die Wissenschaftler in einer Hochleistungs-Mitverbrennungseinheit die optimale Mischung aus Kohle und Biomasse. Mit Hilfe eines globalen Netzwerks von Forschern konnte ICOMFLUID eine bislang noch nie erreichte kritische Masse an Forschungsanstrengungen im Bereich der umweltfreundlichen Energietechnologien erschaffen. Egal, ob mit dem Ziel einer besseren Energienachhaltigkeit oder der Verkleinerung des Kohlenstofffußabdrucks der Energieerzeugung: die Wirbelschichttechnologie kann dazu beitragen, eine umweltfreundlichere Zukunft zu verwirklichen.
