energetic and material utilization of alternative raw ... · material use of alternative biomass,...

MixBioPells IEE/09/758

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Country: Austria

Place: TZWL Wieselburg

Date: 27.01.2012

No. of participants: 68

Organizer: BE2020+

Target group: Relevant key actors regarding the energetic and material utilization of alternative raw materials

Title

Energetic and material utilization of alternative raw materials

Topics of the event: • Raw material potential in Lower Austria

• Energetic utilization of alternative raw materials with focus on the MixBioPells project

• Material utilization of alternative raw materials

• Networking activities and introduction of important stakeholder

Short summary: (aims and goals of the meeting, methods, contents, results) The 4th networking meeting within the MixBioPells project took place in Wieselburg, in the rooms of

BE2020+. The aim of this meeting was to bring relevant key actors regarding the energetic and

material utilization of alternative raw materials together. Therefore a cooperation between the

MixBioPells project and the “NAWARO Markt” project, which deals with topics concerning the

material use of alternative biomass, was initiated.

First key note speeches presented the state-of-the-art regarding the energetic and material utilization

and the project MixBioPells. In addition the website of the MixBioPells was presented and the forum

was discussed.

Afterwards selected key actors introduced themselves and talked about their bioenergy business (3

minutes per each key actor).:

• ADF Miscanthus- raw material supplier and pellets producer

• Kindler, Alfred- local authority of Bad Radkersburg

• Fa Ligno- technology provider of boilers

• Rathbauer, Josef- BLT Wieselburg, professional institution

• Feichtlbauer, Andreas-BISO Schrattenecker- raw material supplier, fuel distributor

• Rauner, Christian-heating plant operator Petzenkirchen (fuel: Miscanthus)

• Agrar Plus- professional institution

• NAKU


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• REHAU

• Flachshaus GmbH

• Lopas

• Zuckerforschung Tulln

• HKPur Holzverabeitungsagentur

Following this short presentations, time for discussion and networking activities was available. Tables

for presentation material of the key actors were available. Furthermore take-away print outs of the

biomass report, the cost analysis, the report on the best practice examples and the project flyers were

available for the key actors.

The networking meeting was a great success. Almost 70 key actors participate in the meeting and

could benefit from the networking activities. Following fields of interest were identified within the

networking session:

• Constraints and drivers as well as possible solutions for the energetic utilisation of alternative

(mixed) biomass pellets.

• Providing information about the legal situation in Austria.

• Comparison with other European countries (Best practice examples)

• Compiling different approaches, concerns and solutions of the heterogeneous target groups and

discussion of further prospects.

For the raw material suppliers it was important to meet stakeholders from the energetic utilization as

well as from the material utilization side, because the supplied raw material can be used in different

ways and also the idea of biorefineries is getting more popular.

BE2020+ intends to continue the arrangement of such networking meetings beyond the MixBioPells

project, because the stakeholder seemed very interested to participate at further events.


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Pictures of the networking meeting:


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Annex

- Invitation incl. programme (German and English) - List of participants incl. indication of key actors - Presentations

mixBioPellsMarket Implementation for extra ordinary biomass pellets Klima:aktive Produkte aus nachwachsenden Rohstoffen

marktnawaro

Programme

Ab 8:30 Registration

9:00-09:10 Welcome

9:10-10:30 State of the art and frameworks (Key note speeches)

10:30-12:15 Skills and activities show

Presentation and exchange of various actors along the entire supply chain.Presentation of projects and activities in the areas of

12:15-12:30 Summary and farewell speech

w

w

w

w

w

w

w

Raw material potentials (Focus on Lower Austria)

Energetic untilization of alternative raw materials

Material utilization of alternative raw materials

Raw material production

Production of fuels, insulating material, etc....

Technology provider (Combustion systems,…)

Utilization and application

Participants et al...

ARGE Elefantenwärme FEX Ökofaser GmbH

Verein Heu&Pellets

LASCO Heutechnik GmbH Heumonitoring Projekt OÖ

Energiekornmonitoring NÖ

ADF Miscanthus

Energiepflanzenmonitoring OÖ

BISO Schrattenecker Erntetechnik

EVN ...

nahwaerme.at

eta Heiztechnik GmbH

Lopas naku

Zuckerforschung Tulln Bioraffinerie Forschung- und

Entwicklung GmbH REHAU

Waldviertler Flachshaus GmbH

HKPUR

Holzverarbeitung GmbH

FJ-BLT

Regionalverband Mostviertel

LAG Mostviertel

Mitte

KPC Kommunal Kredit

Public Consulting Landwirtschaftskammer NÖ

Landesgeschäftsstelle für Energiewirtschaft NÖ

1

27. Jänner 2012

Biomassepotentiale –Schwerpunkt NÖ

Christoph Strasser

Rita Ehrig

Matthias Heckmann

Christa Kristöfel

Nikolaus Ludwiczek

Christian Pointner

27. Jänner 2012Folie 2

Inhalt

■ Brennstoffklassifizierung

■ Potentiale zu unterschiedlichen alternativen Biomassesortimenten

■ Zusammenfassung

■ Schlussfolgerung

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Brennstoffklassifizierung entsprechend EN 14961 (Ausschnitt)

Nebenprodukte und Rückstände der Früchteverarbeitenden Industrie (Trester)3.2

Schalen (von Mandeln, Haselnüssen, Pinienkernen)3.1.3.2

Stein, Kern (Olivensteine, Steine von Aprikosen, Pfirsichen, Kirschen)3.1.2.3

Stein-/Kernobst3.1.2

Biomasse von Früchten3

Sonnenblumenkernhülsen2.1.6.2

Maisspindel?2.1.2.4

Ganzpflanze2.1.2.1

Gräser (Miscanthus, Schilf, Heu, Mais, …)2.1.2

Halmgutartige Biomasse aus Landwirtschaft und Gartenbau2.1

Halmgutartige Biomasse2

Nadelbaumholz ohne Rinde1.2.1.2

Laubbaumholz ohne Rinde1.2.1.1

Rebschnitt1.1.7

Rinde (aus forstwirtschaftlichen Tätigkeiten)1.1.6

Nadelbaumholz1.1.2.2

Laubbaumholz1.1.2.1

Kurzumtriebs-Plantagenholz (Weide, Pappel, …)1.1.1.3

Wald- und Plantagenholz sowie anderes erntefrisches Holz1.1

Holzartige Biomasse1

BezeichnungKlassifizierung


Stroh – realistisches Potential

■ Freie Strohmengen sind in Gebieten mit hohem Strohaufkommen, geringem Viehbesatz und geringem Niederschlag verfügbar

■ Mögliches freies Strohpotential von rund 100.000 t/a in Niederösterreich

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Rebschnitt – realistisches Potential

■ Weingartenfläche in Niederösterreich und Burgenland beträgt zusammen 41.000 ha

■ Maschinenring NÖbesitzt Rebschnitternter

■ Technisch nutzbares Potential von 27.000 t TM/a umsetzbar


Landschaftspflegeheu

■ 1.880 ha Grünland sind in NÖ unter Vertrags-naturschutz, für das die jährliche Mahd und Abtransport des Heus angeordnet ist

■ Für 4.500 t TM/a Landschaftspflegeheu könnte es in NÖ ein Verwertungsproblem geben

■ Hierfür ist die energetische Nutzung (thermisch oder anaerobe Vergärung) eine Lösungsmöglichkeit

4


Maisspindeln – realistisches Potential

■ Ernte von Maisspindeln technisch möglich, jedoch Gesamtkette mit Logistik und kosteneffizientem Transport noch nicht etabliert

■ Bei einem Maisspindelertrag von 0,8 - 1,2 t TM/ha ergibt das ein Potential von 49.000 t TM/a Maisspindeln in NÖdavon sind jedoch nur ca. 9.000 t TM/a ohne Trocknung lagerfähig (w < 25%)


Schilf – realistisches Potential

■ Das theoretische Potential für Schilf vom Neusiedlersee für die energetische Nutzungist hoch.

■ Das realistische Potential ist aktuell gering. Die aufwändige Erntetechnik behindert bislang eine umfassendere Nutzung von Altschilf.

Abbildung: Google Maps

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Miscanthus

■ Entwicklung der österreichischen Anbaufläche von Miscanthus in ha

Quelle: Agrarmarkt Austria, 2010, INVEKOS – Auswertung der Mehrfachanträge

Jahr Bgld Kärnten NÖ OÖ Stmk Tirol V S Österreich

2005 0,0 0,0 19,8 69,9 1,1 0,0 0,0 0,0 90,7

2006 1,9 14,7 126,8 209,1 9,9 0,3 0,0 0,0 362,6

2007 24,8 39,4 282,4 359,8 56,6 6,3 3,3 0,5 773,2

2008 33,3 40,8 285,7 374,3 58,1 7,7 6,0 0,1 805,9

2009 31,7 40,7 301,1 395,4 56,6 6,9 7,3 1,0 840,7

2010 22,3 42,2 339,6 431,4 71,3 7,4 8,5 1,1 923,8


Kurzumtriebsholz

■ Entwicklung der österreichischen Anbaufläche von Kurzumtriebsholz in ha

Quelle: Statistik Austria: Statistik der Landwirtschaft - jährliche Publikation

Jahr Bg ld K ärnten NÖ OÖ Stm k Tiro l V S Öste rreich

2005 93 ,0 170,0 271 ,0 205 ,0 395 ,0 11,0 7 ,0 29,0 1.722,0

2006 93 ,0 170,0 271 ,0 205 ,0 395 ,0 11,0 7 ,0 29,0 1.722,0

2007 30 ,0 352,0 338 ,0 444 ,0 429 ,0 18,0 27,0 61,0 1.700,0

2008 5,0 313,0 44,0 84,0 372 ,0 12,0 24,0 61,0 915,0

2009 40 ,0 80,0 365 ,0 332 ,0 443 ,0 33,0 1 ,0 41,0 1.335,0

2010 40 ,0 80,0 365 ,0 332 ,0 443 ,0 33,0 1 ,0 41,0 1.335,0

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Sonstige

Faserpflanzen

■ Flachs

Aktuell keine nennenswerten Anbauflächen in Österreich vorhanden.

■ Hanf

Im Jahr 2010 betrug die Anbaufläche 540 ha in Österreich und davon 410 ha in NÖ. (Quelle: Statistik Austria)


Zusammenfassung

365 ha Anbaufläche in NÖ im Jahr 2010Kurzumtriebsholz

49.000 t TM/a Potential in NÖ, davon sind ca. 9.000 t TM/a ohne Trocknung lagerfähig

Maisspindel

27.000 t TM/a Potential in NÖ und Burgenland

Rebschnitt

100.000 t TM/a Potential in NÖStroh

410 ha Anbaufläche in NÖ im Jahr 2010Hanf

340 ha Anbaufläche in NÖ im Jahr 2010Miscanthus

4.500 t TM/a dafür könnte es in NÖ ein Verwertungsproblem geben

Landschaftspflegeheu

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Schlussfolgerungen

■ Reststoffe aus der Landwirtschaft sind vorhanden. Diese sollen möglichst stofflich und/oder energetisch genutzt werden.

■ Die genannten Zahlen der Potentiale sind Größenordungen. Je nach Jahr Ernte und Witterungsbedingungen und Erhebungsmethode können entsprechende Schwankungen auftreten.

■ Potentiale sind die Vorraussetzung für neue Nutzungen. Sie versprechen aber noch nicht eine tatsächliche technische und ökonomische Umsetzbarkeit. Dazu ist eine Betrachtung (technisch, ökonomisch, ökologisch) der gesamten Kette vom Feld bis zum Endnutzer notwendig.


Kontakt

BIOENERGY 2020+

Gewerbepark Haag 3

3250 Wieselburg-Land

Tel.: +43 (0) 7416 52238 10

[email protected]

www.bioenergy2020.eu

1

Stoffliche Nutzung nachwachsender Rohstoffe

Monika EniglNetzwerktreffen: Thermische und stoffliche Nutzung alternativer RohstoffeBIOENERGY 2020+, 27. Jänner 2012

2

Inhalt

■ Produktkategorien/Was ist konkret gemeint

■ Beispiele aus der stofflichen Nutzung (Schwerpunkt NÖ)

■ Woher kommen die Rohstoffe, was davon wird in Öproduziert

■ BIOENERGY 2020+ Aktivitäten

■ Rahmenbedingungen: Gesetzliche GrundlagenZertifizierungen, Fördermöglichkeiten

■ Herausforderung, Hemmnisse, Zukunftschancen

2

3

Produktkategorien mit nawaros/Was ist gemeint

■ Dämmstoffe

Bilder: Fischer Massivholz, system|haus|bau

4

Produktkategorien

■ Naturfaserverbundstoffe (inkl. WPC = Wood PlasticComposites)

Bilder: Haute Innovation, Rehau

3

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Produktkategorien

■ Biokunststoffe/Biopolymere

Bilder: Hitmobile, naku, Danone, memo

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Produktkategorien

■ Technische Bioöle auf Pflanzenölbasis

■ Farben und Lacke

– NICHT Thema: Biogas, Biotreibstoffe; sowie Produkte aus Holz und Zellstoff (sehr gut etabliert)

4

7

Woher kommen die Rohstoffe und was wird in Öproduziert

■ Rohstoffe für z.B. Dämmmaterialien kommen z.T. aus Ö

■ Rohstoffe (z.B. PLA) für z.B. Biokunststoffe kommen fast zur Gänze aus dem Ausland

■ (nachwachsende) Rohstoffe für Verbundstoffe kommen z.T. aus Ö

■ Rohstoffe für technische Öle, Farben und Lacke kommen z.T. aus Ö

Alle 4 Produktgruppen werden (auch) in Öhergestellt, jedoch in kleinerem Maßstab

8

Beispiele/Dämmen mit nawaros/SchwerpunktNÖ

■ 2008: 4 % der 5,8 Mio m³ verwendeten Dämmstoffe (GDI, Gemeinschaft Dämmstoffindustrie, 2009)

■ Stroh: Waldland, GrAT („S-HOUSE“ Ballen): dzt. > 80 Häuser in Ö (asbn Homepage, 20.1.2012); Strohhäcksel: Lopas

■ Flachs: Waldviertler Flachshaus GmbH (Rohstoffe nur tw. aus Ö)

■ Hanf: Hanfstrohverwertungs GmbH (Produktion?)

■ Mais: Einblasdämmung, maico-Platte®: HKPUR Holzverarbeitung GmbH; Fasal® Spritzgussgranulat

■ Schilf: aktive Firmen in Ö?

■ Laut GDI steigt Nachfrage, Marktwachstum vorhanden

5

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Beispiele/Biokunststoffe und WPC

■ Frischhaltebeutel: naku (Mais- oder Kartoffelstärke aus heimischen oder europäischen Anbaugebieten)

■ Becher aus PLA: Volpini Verpackungen GmbH, Ktn(Rohstoffe nicht aus Ö)

■ Müllsackverschlussbänder (Kartoffelstärke, für französischen Markt): Lenzing Plastics GmbH, OÖ

■ Folien („Nature Flex“, Zellulosebasis aus nachhaltiger, nicht österreichischer Waldwirtschaft): Folial GmbH, NÖ

■ Terrassenprofile (WPC): Rehau; NÖ (Rohstoffe?)

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Beispiele aus der Forschung/Entwicklung

■ Bioraffinerie Utzenaich: Milchsäure, Ethyllactat zur Herstellung von Lösungsmitteln

■ Zuckerforschung Tulln: TPS als Basis für Biokunststoffe

■ TU Graz und Verpackungszentrum Graz: Schaumstoff aus Algen

■ Kern Craft Biotech GmbH: Obstkerne für Öl für Nahrungsmittel und Wellness, Hartschalen für Abrasivazur Reinigung von Metalloberflächen

■ EU Projekt BioStruct: Optimierung von WPC Produkten (TCKT, Lenzing AG, Engel Austria etc.)

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BIOENERGY 2020+ Aktivitäten

■ Studie zur Treibhausgasrelevanz der stofflichen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen (Strasser et al., 2006)

■ Bestanderhebung zur stofflichen Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen in Österreich (Strasser et al., 2009)

■ Regionalpartner von klima:aktiv im Programm nawaromarkt

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Rahmenbedingungen

■ Dämmstoffe: zugelassene Baustoffe (ETA: European Technical Admission); Listung im „Baubook“ Basis für z.B. Wohnbauförderung in NÖ

■ Zertifizierungen (Garantie für Wärmeleitfähigkeit, Dichte, Strömungswiderstand, etc.): z.B. Strohballen

Nawaro Dämmstoffe können die Standards erfüllen

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Rahmenbedingungen

■ Biokunststoffe:

– Abbaubarkeit (innerhalb von 6 Monaten 90 %): EN 13432; europäische und nationale Verpackungsverordnungen; Lebensmittelgesetze

– „Plastiksackerlverbot“

■ Fördermöglichkeiten:

– UFI: Investitionsförderung für Unternehmen (Abwicklung KPC);

– www.wirtschaftsfoerderung.at: Machbarkeitsstudien, Beratung, Weiterbildung;

– FFG: Innovationsscheck, Basisprogramm, Intelligente Produktion

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Herausforderungen, Hemmnisse und Zukunftschancen

■ Dämmstoffe: Mangel an markt- und abnehmerorientierten Ansätzen: Triebkräfte derzeit: Förderungen, Erfindertum und Idealismus (kaum Änderung seit 1999: Studie der Inno GmbH)

■ Biokunststoffe: Rohstoffsituation in Österreich; Optimierung der Produkte (z.B. Hitzebeständigkeit bei PLA ein Thema ab 60 °C); Zusatznutzen Frischhaltefunktion (Fritz, 2009)

■ Nutzung von biogenen Abfallprodukten (Küchenabfälle, Schlachtabfälle), alternativer Biomasse wie z.B. Algen oder Reststoffen wie z.B. Industrierestholz (Forschungsprojekte an der TU Graz)

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Marktpotentiale - Zukunftschancen

■ NISCHENPRODUKTE mit einem Marktpotential von ca. 10 %; bei Biokunststoffen, v.a. kurzlebigen Produkten wie Verpackungsmaterialien, Cateringprodukten und Agrarfolien gibt es Schätzungen bis 30 %; Naturfaserverbundstoffe bei langlebigeren Produkten

leicht steigendTechnische Bioöle; Lacke, Farben

steigendNaturfaser-verbundstoffe(WPC etc.)

Steigend (v.a. Verpackungen)

Biokunststoffe

steigendStroh

steigend (Anbau in Örückläufig)

Faserpflanzen

EntwicklungProdukt

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Regionalpartner nawaro marktFörderbegleitung UFI „NAWARO“ in Niederösterreich

DI Dr. Monika Enigl

Tel: 07416 [email protected]

DI Dr. Christoph Strasser

Tel: 07416 52238-27

[email protected]

Mag. Nikolaus Ludwiczek

Tel: 07416 52238-53

[email protected]

BIOENERGY 2020+ GmbHGewerbepark Haag 3

3250 Wieselburg-Land www.bioenergy2020.eu

1

27. Jänner 2012Unterstützt durch

Thermische Nutzung agrarischer BiomasseElisabeth Wopienka


Unterstützt durch

Inhalt

■ Arbeiten BE2020

■ Rohstoffe

■ Herausforderungen

■ Gesetzlicher Rahmen

■ Schlussfolgerungen & Herausforderungen

2


Unterstützt durch

Bisherige Arbeiten von BE2020+Themen - Inhalte

■ Pelletierbarkeit

■ Analysen von Roh- und Brennstoff

■ Verbrennungseigenschaften(Schlackebildung, Emissionen Ablagerungsbildung, …)

■ Anforderungen an/Entwicklung von Feuerungstechnologien

■ Wirtschaftlichkeit


Unterstützt durch

Bisherige Arbeiten von BE2020+Methodik - Herangehensweise

■ Pelletierversuche im Labor und in Großanlagen

■ Verbrennungsversuche im Techikumsbetrieb

■ Feldversuche in Monitoringprojekten

■ Entwicklung von Feuerungstechnologien für einzelne Brennstoffarten C O Low NO

C O2 C O High

Differenzdruck 2 Volumenstrom WA1

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

3


Unterstützt durch

Rohstoffe

■ Energiepflanzen (Miscanthus, Schilfgras, Hanf, Heu…)

■ Nebenprodukte und Reststoffe aus Land- und Forstwirt schaft (Stroh, Rebschnitt, Maisspindel, Kleie…)

■ Industrielle Nebenprodukte und Reststoffe (Trester, Gärreste, Fruchtkerne…)


Unterstützt durch

Technische Herausforderungen

1404026085088323K in mg/kg

172025068015Cl in mg/kg

1010350106040S in mg/kg

0,70,21,20,1N in mg/kg

80010109101360Erweichungspunkt °C

5,713,053,370,25Asche in %m

17,3217,7317,3218,79Heizwert in MJ/kg

StrohMiscanthusMais

GanzpflanzeSägespäneRohstoff

4


Unterstützt durch


1404026085088323K in mg/kg

172025068015Cl in mg/kg

1010350106040S in mg/kg

0,70,21,20,1N in mg/kg

80010109101360Erweichungspunkt °C

5,713,053,370,25Asche in %m

17,3217,7317,3218,79Heizwert in MJ/kg

StrohMiscanthusMais

GanzpflanzeSägespäneRohstoff

Bildung von Schlackeund Ablagerungen

Emissionen(NOx, SO2, Staub,…)

Regelung, Auslegung

Aschegehalt10x – 20x

Erweichungspunkt300°– 600°C geringer

Hohe Konzentrationenan S, Cl, N, Alkalimetallen

Starke Schwankungender Brennstoffeigenschaften

Korrosion


Unterstützt durch

Herausforderungen

■ Große Aschemengen mit zumeist hoher Verschlackungsneigung

■ Gas- und partikelförmige Emissionen

■ Korrosionsschäden an der Anlage

Maßnahmen

� Bewegte Rostsysteme (oftStufenrost oder ähnliche Ausführung)

� Aktiver Ascheaustrag

� Korrosionsbeständigere Materialien Quelle: www.guntamatic.com


Quelle: www.etatech.info

CO Low NO

CO2 C O High

Differenzdruck 2 Volumenstrom WA1

0.00

0.25

0.50

0.75

1.00

1.25

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Unterstützt durch

Gesetzlicher Rahmen

■ Brennstoffstandards

■ EU: Klassifizierung über EN 14961-1, Qualitätsstandards (Teil 2-6)

■ A: Nationale Qualitätsstandards für Stroh, Miscanthus, Energiekorn, Maisspindel (Normentwurf für Häckselgut fertig)

■ Typenprüfung von Feuerungen

■ EU: EN 303-5 � Aktueller Normentwurfinkludiert nicht-holzartige Biomasse (Umsetzung 2012)

■ Emissionsgrenzwerte und Effizienzanforderungen

■ EU: Richtlinien und Rahmenbedingungen■ A:

– §15a Vereinbarung – bisher mangelhafte Umsetzung– FAV neu seit


Unterstützt durch

Schlussfolgerungen

■ Es steht eine Vielfalt an landwirtschaftlichen Roh- und Reststoffen zur Verfügung

■ Mit den meisten untersuchten Rohstoffen sind unter geeigneten Einstellungen hochqualitative Presslinge herstellbar

■ Die Einstellung geeigneter Rahmenbedingungen zur Presslingsproduktion ist nicht trivial

■ Pelletier- /Brikettiereigenschaften sind sehr untersc hiedlich

können durch Mischen optimiert werden

■ Herausforderungen bei der thermischen Nutzung: Emissionen , Verschlackungsneigung , Korrosion

■ Einstellung bzw. Optimierung von Verbrennungs-eigenschaftendurch Mischen verschiedener Rohstoffe nur begrenzt möglich

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Unterstützt durch

■ Spezifizierung geeigneter Brennstoffqualitäten

■ Einheitliche Kennzeichnungssysteme

■ Bewerkstelligung technologischer Herausforderungen(v.a. Einhaltung von Emissionsrichtlinien )

■ Identifizierung geeigneter Anwendungsfelder

■ Entwicklung entsprechenderProzess- bzw. Produktionsketten

■ Schaffung entsprechenderrechtlicher Rahmenbedingungen

Zukünftige Herausforderungen


Unterstützt durch

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Die alleinige Verantwortung für den Inhalt dieser Präsentation liegt bei den AutorInnen. Sie gibt nicht unbedingt die Meinung der Europäischen Union wieder. Die Europäische Kommission übernimmt keine Verantwortung für jegliche Verwendung der darin enthaltenen Informationen.

Das Projekt

wird unterstützt durch

energetic and material utilization of alternative raw ... · material use of alternative biomass,...

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