Einen Überblick über die weltweite Forschung und Entwicklung der Wirbelschichttechnologie und deren Einsatzmöglichkeiten in der Energietechnik schafft das Implementing Agreement „IEA Fluidized Bed Conversion“ (FBC). Österreich ist seit 1999 Mitglied und hatte in diesem Programm bereits zweimal (2000-2002 sowie 2011-2013) den Vorsitz inne. Die Wirbelschichttechnologie ermöglicht eine umweltschonende und kostengünstige Verwertung unterschiedlicher Brennstoffe und die Nutzung von Biomasse, Reststoffen und Abfällen für die Wärme- und Stromerzeugung. Im Rahmen der Kooperation werden aktuelle Erkenntnisse ausgetauscht, Anlagen besucht und zukünftige Trends analysiert. In Österreich sind aktuell 27 Wirbelschichtanlagen mit einem Leistungsspektrum von 1-133 MW_th mit einer Gesamtleistung von mehr als 1.000 MWth in Betrieb (Stand 2011). 50 % der Anlagen davon in der Papier- und Zellstoffindustrie, gefolgt von Anlagen zur thermischen Nutzung von Reststoffen, Biomasse und Klärschlamm.

ERBA
Erzeugung eines Produktgases aus der Biomassereformierung mit selektiver CO₂-Abtrennung

Neue Maßstäbe hat das an der Technischen Universität Wien (Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften) entwickelte Wirbelschicht-Dampfvergasungsverfahren für holzartige Biomasse gesetzt. Die innovative Technologie, die unter anderem in zwei Anlagen in Österreich im Leistungsbereich von 8 bzw.10 MWth (Güssing und Oberwart) bereits großtechnisch demonstriert wird, eröffnet neue Verwertungsmöglichkeiten von Biomasse abseits der reinen Wärmenutzung. Durch die Umwandlung des Festbrennstoffes in ein hochwertiges Synthesegas stehen neben der Produktion von Strom und Wärme sowie synthetischen Biotreibstoffen eine Reihe von interessanten weiteren Optionen vor allem in der Industrie zur Verfügung.

Im Rahmen des Forschungsprojekts ERBA wird die Nutzung von Biomasse in einem integrierten Hüttenwerk der voestalpine AG untersucht. Dabei wurde die Einsatzmöglichkeit eines Produktgases aus holzartiger Biomasse mittels „Sorption Enhanced Reforming-Prozess“ geprüft. Um Produktgas als alternatives Reduktionsmittel im Hochofen nutzen zu können, ist ein hohes Reduktionspotenzial des Gases Voraussetzung. Das aus Biomasse erzeugte Gas muss einen hohen Wasserstoff-, Kohlenmonoxid- und Methangehalt aufweisen. Um dies zu erreichen, wurde Kalkstein als Bettmaterial im Zweibett-Wirbelschicht-Dampfvergasungsprozess eingesetzt. Durch den Einsatz von Kalkstein kann bei der Herstellung des Produktgases gleichzeitig selektiv Kohlendioxid (CO₂) aus dem Vergaser abgetrennt werden.

Im Rahmen des Projekts wurden zahlreiche Lösungsstrategien zur Verbesserung der prozesstechnischen Voraussetzungen entwickelt und in einer Versuchsanlage angewandt. Auf Basis der gewonnenen Daten und Erkenntnisse wird das innovative Konzept im Rahmen von ERBA II weiterentwickelt.