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<p>Das K1 Kompetenzzentrum BEST arbeitet zusammen mit dem Institut f&uuml;r Verfahrenstechnik der TU Wien seit Jahren an der Weiterentwicklung der Zwei-Bett-Wirbelschicht-Technologie zur Gaserzeugung, die bislang nur mit Holz als Brennstoff gro&szlig;technisch umgesetzt wurde. Am Standort Wien-Simmeringer Haide wurde nun eine 1 MW Pilotanlage verwirklicht, an der auch der Einsatz von Reststoffen in industrienahem Ma&szlig;stab beforscht und demonstriert werden soll. Die Anlage ist die zentrale Schl&uuml;sseltechnologie f&uuml;r eine Reihe nachfolgender Verwertungsm&ouml;glichkeiten f&uuml;r das mit der Anlage hergestellte Synthesegas. Die verschiedenen Verwertungspfade zu erneuerbarem CO2-neutralem Diesel (Fischer-Tropsch (FT) Kraftstoff) und Kerosin; gemischten Alkoholen; synthetischem, gr&uuml;nem Erdgas und gr&uuml;nem Wasserstoff bilden allesamt Elemente der Dekarbonisierungsstrategie der Stadt Wien ab. F&uuml;r den Anlagenbauer SMS Group, einem der Weltmarktf&uuml;hrer im Anlagenbau f&uuml;r die Stahlindustrie, ist es der Einstieg in eine neue Technologie, um in seinen Kernm&auml;rkten eine Erg&auml;nzung zur strombasierten Bereitstellung von Wasserstoff als Energietr&auml;ger und Reduktionsmittel f&uuml;r die Stahlproduktion anbieten zu k&ouml;nnen.</p>

<p>Im Zuge des 9 Mio EUR COMET-Projektes &bdquo;Waste2Value&ldquo; (frei &uuml;bersetzt: Wertsch&ouml;pfung aus Abfall) wird die Nutzung von Reststoffen vorangetrieben, aus denen ein wasserstoffreiches Synthesegas erzeugt wird. Reststoffe wie Kl&auml;rschlamm, R&uuml;ckst&auml;nde aus der Papierindustrie sowie Mischungen mit Schadholzsortimenten stehen dabei im Fokus. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Gas zu fl&uuml;ssigen Kraftstoffen synthetisiert. Im Rahmen des noch bis 2023 laufenden COMET-Projektes wird die Anlage errichtet und entsprechende Betriebserfahrungen gesammelt. Die gesamte Prozesskette &ndash; vom Rohstoff, &uuml;ber die Gaserzeugung, die Gasreinigung, die Gasaufbereitung, die Synthesen, bis hin zur Aufbereitung und Einsatz des FT-Kraftstoffes in einem Flottenversuch der Wiener Linien &ndash; ist Gegenstand der Forschungsarbeiten von &bdquo;Waste2Value&ldquo;. Es handelt sich bei der Anlage um die weltweit erste Anlage dieser Art, mit der diese Technologie in einer einzigen, industrienahen und durchgehenden Prozesskette demonstriert wird. Die Ergebnisse des Projekts erm&ouml;glichen die wirtschaftliche und technische Beurteilung des Gesamtverfahrens und stellen die Grundlage f&uuml;r die geplante Umsetzung in einem gr&ouml;&szlig;eren industriellen Ma&szlig;stab durch Wien Energie dar.</p>

<p>Der Baustart f&uuml;r die Anlage erfolgte am 17. September 2020. Die Inbetriebnahme der Anlage war im M&auml;rz 2022. Das Projekt wird von der &Ouml;sterreichischen Forschungsf&ouml;rderungsgesellschaft (FFG) gef&ouml;rdert. Die Projektleitung hat das K1 Kompetenzzentrum BEST inne. Neben den bereits genannten Firmenpartnern Wien Energie und SMS Group, sind auch Heinzel Paper, Wiener Linien GmbH, Wiener Netze GmbH und die &Ouml;sterreichischen Bundesforste am Projekt beteiligt. Als wissenschaftliche Partner werden die TU Wien und die Lule&aring; University of Technology am Projekt beteiligt sein.</p>

<p><strong>Vielseitige Einsatzm&ouml;glichkeiten des Synthesegaserzeugers</strong></p>

<p>Die Technologie erm&ouml;glicht es, &uuml;ber einen thermischen Umwandlungsprozess aus Reststoffen ein sogenanntes Synthesegas zu erzeugen, welches wiederum in verschiedene Energietr&auml;ger wie gr&uuml;ne Kraftstoffe, gr&uuml;nes Gas und gr&uuml;nen Wasserstoff umgesetzt werden kann. Sind die eingesetzten Ausgangsstoffe erneuerbaren Ursprunges (Holz, Restholz, Kl&auml;rschlamm, biogene Abf&auml;lle, &hellip;) so sind auch die Endprodukte zu 100% erneuerbar. Es ist aber auch denkbar, nicht erneuerbare Reststoffe (z.B. Plastikreste, die nicht recyclebar sind) zuzusetzen und so auch solche fossile Ausgangsstoffe mehrfach zu nutzen, ganz &auml;hnlich wie dies beispielsweise auch beim Papierrecycling der Fall ist.</p>

<p>Die gro&szlig;e Bandbreite an m&ouml;glichen Endprodukten macht die Technologie dabei extrem flexibel: Einerseits k&ouml;nnen nachhaltige Treibstoffe f&uuml;r Transportsektoren bereitgestellt werden, in denen Batterien nur schwer zum Einsatz kommen k&ouml;nnen (zB Landwirtschaft, Fernverkehr, Flugverkehr), andererseits kann auf Basis der selben Technologie auch gr&uuml;nes Gas f&uuml;r das Erdgasnetz oder gr&uuml;ner Wasserstoff f&uuml;r zuk&uuml;nftige Mobilit&auml;tsl&ouml;sungen oder industrielle Anwendungen erzeugt werden.</p>

<p>Bei der Erzeugung von FT-Kraftstoff, der im &Uuml;brigen bei der Verbrennung deutlich geringere Partikelemissionen hat als fossiler Diesel, fallen parallel zudem auch wertvolle Chemikalien an, die in der chemischen Industrie ben&ouml;tigt werden. Eine weitere M&ouml;glichkeit ist die Synthese des erzeugten Gases zu nachhaltig produzierten Alkoholen, die ebenfalls von der chemischen Industrie verarbeitet werden. Setzt man als Ausgangsstoff Kl&auml;rschlamm ein, ergibt sich in Zukunft auch eine aussichtsreiche M&ouml;glichkeit, den darin enthaltenen Phosphor zur&uuml;ckzugewinnen. Zur Herstellung von D&uuml;ngemitteln f&uuml;r die Landwirtschaft ist Phosphor essentiell. Weltweit gibt es nur 2 Abbaugebiete und es gibt Sch&auml;tzungen, dass der Abbau nur mehr f&uuml;r wenige Jahrzehnte m&ouml;glich sein wird.</p>

<p>Insgesamt ist mit der Technologie der thermochemischen Synthesegaserzeugung eine sehr interessante Technologie vorhanden, die gro&szlig;es Potential hat, ein zentraler Bestandteil f&uuml;r die zuk&uuml;nftige &bdquo;Green Economy&ldquo; zu werden. Insbesondere f&uuml;r das waldreiche &Ouml;sterreich.</p>

<h2>Pressestimmen:</h2>

<p>Der Standard: <a href="https://www.derstandard.at/story/3000000173546/aus-holzabfall-wird-gruener-treibstoff" target="_blank">Wie aus Holzabfall synthetischer Treibstoff hergestellt wird.</a></p>
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<br />
For years, BEST has been working with the Institute of Process Engineering at the Vienna University of Technology to enhance fluidized bed conversion technology for syngas production, a process which, to date, has only been implemented on an industrial scale using wood as fuel. Now a 1 MW pilot gasifier is being erected at the site in the city of Vienna to research and demonstrate the use of waste materials at a scale that allows full integration into the site&rsquo;s waste incineration processes. The gasifier is the key technology for a series of downstream options to upcycle the syngas produced by the gasifier. The various upcycling pathways to create CO2-neutral green diesel (Fischer-Tropsch (FT) fuel) and green kerosene, mixed alcohols, synthetic green natural gas and green hydrogen, all play a role in the City of nVienna&rsquo;s decarbonisation strategy. For the SMS Group, a world leader in plant engineering for the steel industry, this new technological field represents an addition to the electricitybased production of hydrogen as an energy source and reducing agent in steel production<br />
which it currently offers in its core markets.<br />
<br />
The Waste2Value project is driving the use of waste residues to produce hydrogen-rich syngas. The project focuses on waste fuels such as sewage sludge, residues from the pulp and paper industry, and mixtures with waste wood. In a second process step, the syngas is synthesized into liquid fuel (high quality diesel and kerosene). The current stage of the project runs to 2023 and covers construction and start-up of the pilot facility to gain the relevant operational experience. The Waste2Value research programme examines the entire process chain, starting with the waste fuel, and including syngas production, purification, treatment and synthesis through to the final refining and use of the FT fuel in fleet trials for public transport. The plant is the first of its kind in the world designed to demonstrate the use of this technology in a single, end-to-end process in an industrial environment. The project results will allow the process to be evaluated in economic and technical terms, providing the basis for the planned industrial-scale implementation of the process.<br />
<br />
Construction of the plant began on 17 September 2020, start-up was in March 2022. The COMET project is funded by the Austrian Research Promotion Agency (FFG) and managed by the K1 Competence Centre BEST. In addition to Wien Energie and SMS Group as noted above, the company partners also include Heinzel Paper, Wiener Linien GmbH, Wiener Netze GmbH and the &Ouml;sterreichische Bundesforste (Austrian Forest Authority), while Vienna University of Technology and the Lule&aring; University of Technology are the scientific partners.<br />
<br />
<strong>The many applications of syngas</strong><br />
<br />
The technological key ingredient of the process chain is a thermal conversion process turning waste materials into syngas which in turn can be converted into a variety of energy carriers such as green fuels, green gas, and green hydrogen. If the feedstock is renewably sourced (wood, wood waste, sewage sludge, biogenic waste, etc.), the final products are equally 100% renewable. Non-renewable residues such as non-recyclable plastics can also be processed. While less sustainable than the carbon from renewable feedstock, the carbon from non-renewable feedstock would be upcycled for multiple usage-cycles, similar to the system of paper recycling.<br />
<br />
It is also possible to mix fuels, resulting in a mixture of renewable and non-renewable recycled carbon in the resulting products (green fuel, green gas). It is worth mentioning that legislators could use 14C radiocarbon dating to determine the exact fraction of renewable and nonrenewable carbon in the product (green diesel, green gas) to give them a very robust, tamperproof and scientifically accurate way to establish a carbon taxing scheme.<br />
<br />
The gasification technology is highly flexible, enabling the production of a broad range of potential end products: not only can it be used to produce sustainable fuels for transport sectors in which batteries are generally unsuitable (e.g. agriculture, long haul transport, aviation), but the same technology can also be used to produce green gas for the natural gas grid, or green hydrogen for future mobility solutions and industrial applications.<br />
<br />
A by-product of FT fuel production (which incidentally also generates far fewer particle emissions than fossil diesel during combustion) is a series of valuable chemicals needed in the chemical industry. Another option is to synthesise the generated gases into sustainably produced alcohols which are also required in the chemical industry. Where sewage sludge is the starting material, there are first promising research results that the contained can be recovered as fertilizer directly from the process. Phosphorus is essential in the manufacture of agricultural fertilisers. There are only two phosphorus mining areas in the world, and it is estimated that these will only continue to be productive for a few more decades.<br />
<br />
All in all, thermochemical syngas production is an extremely promising technology, with significant potential to become a key element in tomorrow&rsquo;s &ldquo;Green Economy&rdquo;&ndash; especially in densely-wooded areas, like for example Austria, California and Canada but also in waste treatment in general, swapping landfills for renewable, upcycled energy carriers.</p>
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