Das maßgebliche Forschungsziel des Projekts „SuSNG“ ist die Demonstration der sorptionsgestützten Gaserzeugung (SEG) in der Zweibettwirbelschicht (DFB) zur Herstellung eines H2-reichen Produktgases, welches direkt als Edukt für die Methanierung verwendet werden kann. Zusätzlich fokussiert das Projekt auf Verwendung einer breiten Palette an biogenen Reststoffressourcen und die praktische wie simulative Darstellung einer Prozesskette zur Darstellung von einspeisefähigem, nachhaltigem Erdgas.

Die Methodik baut auf dem Prozessdesign durch Auswahl geeigneter biogener Einsatzstoffe und eines sorptionsaktiven Bettmaterials auf. Die Verwendung einer Temperaturwechseladsorption zur Reinigung des Produktgases auf Synthesegasqualität wird durch Speisung mit Realgas aus der 1 MW aDFB Anlage der Syngas Platform Vienna untersucht und unter Verwendung von Modellgas- und Teerkomponenten untersucht. Das Projekt wird durch die wissenschaftliche Kooperation mit der technischen Universität und der Universität für Bodenkultur in Wien in Themen der Prozesssimulation und Syngasmethanierung unterstützt.

Projektschema SuSNG

Bisherige Ergebnisse

Die Forschungsarbeiten und -ergebnisse des ersten Projektjahres im SuSNG lieferten hauptsächlich Erkenntnisse zur Auslegung und Durchführung des SEG-Betriebs in der Zweitbettwirbelschicht.

Die bekannten SEG-Grenzparameter wurden als kritische Größe für den Betrieb in großtechnischen Anlagen herangezogen. Die Kontrolle der Prozesstemperaturen sowie des Umlaufs an sorptionsaktivem Bettmaterial stellen kritische Parameter in der Betriebsweise und Prozesskontrolle dar. Kalksand wurde als ökonomisch und technisch bestmögliche Bettmaterialoption für den SEG-Betrieb ausgewählt. Abrasionstests verschiedener Materialien mit unterschiedlicher Korngrößenverteilung, Reinheit und Herkunft waren Grundlage der Entscheidung, welches Material für die Demonstrationskampagne zum Zug kommt.

Der Einfluss der Einsatzstoffqualitäten auf die SEG-Betriebsweise wurde mittels „Feedstock Modeling“ eingeschätzt. Der Einsatz feuchter Einsatzstoff unterstützt hier dabei die Gaserzeugungstemperatur möglichst niedrig zu halten (unter 700°C) um die Sorption von CO2 zu forcieren. Kritische Faktoren für die Gasreinigung waren die Erwartungswerte für NH3- und H2S-Emissionen. Die Erkenntnisse der Voruntersuchungen führten zur Auswahl zweier holzartiger Einsatzstoffe für den vergleichenden Demonstrationsbetrieb: Waldrestmasse (mit >40 wt% Feuchte) und Holzhackschnitzel (mit ~15 wt% Feuchte). Der Einfluss der Prozess und Einsatzstoffparameter auf die Betriebsweise ist so im Realbetrieb darstellbar und evaluierbar.

Der Aufbau einer geeigneten Prozesssimulationsoberfläche für die Darstellung der gesamten Prozesskette wurde parallel zu den Vorbereitungen der Forschungskampagne initiiert. Die Prozesskette fokussiert auf den SEG-Betrieb, soll aber als Vergleichsbasis zu anderen Verfahren zur Erhöhung des H2-Gehalts im Synthesegas dienen und die Möglichkeit für CO2-Senken in der Prozesskette darlegen.

Zum Ende des ersten Projektjahres (Anfang März 2026) findet der mehrtätige Betrieb der aDFB Gaserzeugung im SEG-Modus an der Syngas Platform Vienna statt.

Syngas Platform Vienna

Ausblick

Der Ausblick ins zweite Projektjahr fokussiert nach Fertigstellung des größten Meilensteines, d.h., Demonstration des SEG-Prozesses an der Syngas Platform Vienna, auf der Komplettierung der Prozesskette durch nachfolgende Methanierung und der Datenevaluierung. Eine vollständige Evaluierung der Effizienz- und Ausbeuteparameter des Demonstrationsbetriebs wird in den ersten Monaten des zweiten Projektjahres durchgeführt. Das abgefüllte Synthesegas wird nach Vermessung der Gasqualität für die Weiterverarbeitung mittels Wirbelschichtmethanierung bereitgestellt. Basierend auf der Bilanzierung der Gesamtprozesskette werden Rückschlüsse zum CO2-Reduktionspotenzial und zur Substitution von fossilem Erdgas gezogen.