Auf dem Gebiet der Kohlevergasung sind in den letzten 20 Jahren zahlreiche Forschungsvorhaben durchgeführt worden, die zu großtechnisch nutzbaren Anlagenkonzepten geführt haben. Anreiz dafür war, dass durch die Vergasung neben gasförmigen und flüssigen nun auch feste Brennstoffe für Gasturbinen und -motoren zur Verfügung stehen. Im Vergleich zur Verbrennung können höhere Wirkungsgrade erreicht werden.

Da die Verstromung von Biomasse die CO₂-Minderungsziele der Bundesregierung unterstützt, wird sie durch hohe Einspeisevergütungen gefördert. Dies bot den Anreiz zum Bau zahlreicher Versuchs- und Pilot-Vergasungsanlagen für Biomasse nach unterschiedlichen Verfahrensprinzipien.

Ziel dieses Projektes, das in Zusammenarbeit mit dem Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen (IVD) der Universität Stuttgart durchgeführt wird, ist es, aus dieser Vielzahl der bestehenden Vergasungsanlagen die aussichtsreichsten herauszufinden. Wichtige Bewertungsmerkmale sind die erreichte Gasqualität, die Einhaltung der zulässigen Emissionen sowie die Wirtschaftlichkeit des Betriebes.

Als ein Hauptproblem beim Betrieb dieser Anlagen hat sich der Teergehalt im erzeugten Gas erwiesen. Werden die Teere nicht vollständig aus dem Produktgas entfernt, kondensieren sie entweder direkt auf kälteren Anlagenteilen wie Rohrleitungen, Ventilen und Düsen oder bilden schädliche Aerosole, die ebenfalls zu Ablagerungen führen. Obwohl ausgereifte Gaswaschverfahren zur Teerminderung im Gas existieren, stellen sie keine befriedigende Lösung dar, da meistens kontaminiertes Waschmedium entsorgt werden muss. Neben der Umweltbelastung entstehen durch die Entsorgung oder Regenerierung zusätzliche Kosten.

Auch Probleme hinsichtlich der Homogenität des Einsatzmaterials und die daraus resultierende schwankende Zusammensetzung des Produktgases erschweren die anschließende Gasnutzung.

Im Rahmen des Projektes werden zwei wesentliche Fragestellungen bearbeitet. Die bekannten Prozesse zur Vergasung von Biomasse sollen analysiert und verglichen werden. Dazu wird einerseits eine Zusammenstellung und Klassifizierung ausgeführter Anlagen in Europa und ggf. in den USA erstellt und die Anlagen werden bezüglich der Gasqualität, des Wirkungsgrades, der erforderlichen Sekundäranlagen zur Gasreinigung und der Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage verglichen und bewertet. Vorliegende Messungen an den Anlagen werden ausgewertet und in die Beurteilung einbezogen. An ausgewählten Anlagen werden Messungen durchgeführt und das Betriebsverhalten erfasst. Diese Aufgabenstellung wird im Wesentlichen vom Institut für Energietechnik der Technischen Universität übernommen.

Parallel dazu führt das Institut für Verfahrenstechnik und Dampfkesselwesen (IVD) der Universität Stuttgart an den dort vorhandenen Prüfständen Grundsatzuntersuchungen durch, mit dem Ziel, die Mechanismen der Teerbildung bei der Biomassevergasung zu untersuchen und die wesentlichen Einflussgrößen zu bewerten. Dadurch können effizientere Gasreinigungssysteme entwickelt und Modifikationen im oder am Vergaser vorgenommen werden (Einsatz von katalytisch aktiven Materialien, Arbeiten am optimalen Betriebspunkt hinsichtlich Temperatur, Strömungsgeschwindigkeit und Reaktordimensionierung).

Auf der Grundlage der Recherchen, der Messungen und der Grundsatzuntersuchungen zur Teerbildung werden Möglichkeiten zur Optimierung der Verfahren mit dem Ziel der Verbesserung der Gasqualität durch Primärmaßnahmen (Teergehalt, Heizwert) ermittelt. Die für die jeweiligen Anlagen erforderlichen und einsetzbaren sekundären Gasreinigungsanlagen werden konzipiert und optimiert, sowie wirtschaftlich bewertet werden. Als Ergebnis der Betrachtungen werden Gesamtanlagen benannt, die in ihrer bestehenden Konfiguration oder nach einer Optimierung ein Prozessgas liefern, das in Gasmotoren oder -turbinen in dezentralen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen wirtschaftlich eingesetzt werden können.