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TCP_to_Industry-Thermal Cracking Process for Energy Recovery to Industry

Im Rahmen des Projekts Thermal Cracking Process for Energy Recovery to Industry (TCP_to_Industry) wird an einem thermo-chemischen Prozess zur Aufbereitung von Sekundärrohstoffen durch den Einsatz industrieller Abwärme geforscht. So sollen einerseits anfallende Reststoffmengen reduziert und andererseits fossile Energieträger durch die Rückführung des entstehenden Pyrolysegases substituiert werden.

Ausgangssituation

Die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen wird heute in der Regel durch aufwendige mechanische Verfahren realisiert, welche meist energieintensiv sind und sich, abhängig von der Abfallfraktion, wirtschaftlich oft nur schwer abbilden lassen. Zur Lösung dieses Problems hält die Firma seccon GmbH ein neuartiges Patent, welches auf Basis eines thermo-chemischen Prozesses die Aufbereitung von Sekundärrohstoffen durch den Einsatz industrieller Abwärme beschreibt. Durch den thermischen Energieeintrag werden organische Verunreinigungen des Inputmaterials von den rückzugewinnenden mineralischen oder metallischen Sekundärrohstoffen durch Verbrennung oder Pyrolyse entsprechend der vorherrschenden Sauerstoffkonzentration abgeschieden. Zusätzlich kann das entstehende Pyrolysegas in die industrielle Anlage rückgeführt werden und so zur Substitution von fossilen Energieträgern beitragen. Folglich ermöglicht der Einsatz dieses neuartigen Prozesses eine deutliche Erhöhung der industriellen Primärenergieeffizienz.

©Seccon GmbH

Projektverlauf

Zunächst wird ein Small-Scale Demonstrator untersucht, verbessert und in einen bestehenden Industrieprozess integriert. Gleichzeitig werden durch den Einsatz neuartiger Energiemodelle energie- und exergieoptimierte Integrationskonzepte (z.B. Versorgung mit Abwärme, Nutzung des Pyrolysegases) erarbeitet. Neben dem Ziel der erfolgreichen Integration soll die Möglichkeit der Gewinnung von Wertstoffen aus Abfallströmen sowie die Nutzung des entstehenden Pyrolysegases zur Substitution fossiler Energieträger aufgezeigt werden. Im Anschluss wird auf Basis dieser Erfahrungen ein Integrationskonzept für einen Large-Scale Demonstrator entwickelt, welches im Rahmen eines KPC Projektes umgesetzt wird. Begleitend dazu werden systemische Nebeneffekte dieser Technologie wie die Reduktion von Primärenergie, Transport und Emissionen sowie wirtschaftliche Aspekte untersucht.

Meilensteine

  1. Datenerfassung und -aufbereitung ist abgeschlossen
  2. Charakterisierung der Input- und Output-Wertstofffraktion ist abgeschlossen
  3. Exergetisches Integrationskonzept des Small-Scale-Demonstrators (SSD) in die Industrieanlage ist erstellt
  4. Technisches Integrationskonzept einschließlich aller rechtlichen Aspekte des SSD in eine Industrieanlage ist abgeschlossen
  5. Betrieb des SSDs in einer Industrieanlage und Messungen sind abgeschlossen
  6. Auswertung und Verbesserung der Energiemodelle ist abgeschlossen
  7. Integrationskonzept für den großtechnischen Demonstrator (KPC-Projekt)
  8. Quantifizierung der Multiplikatoreffekte sowie techno-ökonomische Untersuchungen und Extrapolation auf den gesamtwirtschaftlichen Effekt in Österreich sind abgeschlossen

"Die exergetisch und energietechnisch optimale Integration einer Aufbereitungsanlage zur Gewinnung von Sekundärrostoffen aus Abfallströmen stellt eine innovative Lösung zur Reduktion des Abfallstromes direkt beim Industrieprozess dar. Zudem kann das in der Anlage entstehende Pyrolysegas im Industrieprozess zur Substitution von fossilen Energieträgern beitragen und so die Primärenergieeffizienz erhöhen."

- ZITAT Thomas Kienberger -

Ergebnisse

Ein wichtiges Erfolgsergebnis ist die Installation eines derartigen SSD vom Projektpartner Seccon GmbH in einem Technikum in Oberösterreich. Der Drehrohrofen hat einen Durchsatz von ca. 500 kg/h und 8 individuell steuerbare elektrische Heizzonen im Temperaturbereich von 50-950°C. Die Einbindung des SSD im Testbetrieb ermöglicht erstmals die Untersuchung verschiedenster Inputmaterialien im industriellen Maßstab. Aufgrund der hohen Flexibilität können unterschiedliche Parametereinstellungen getestet und der Auswahlprozess einer geeigneten Industrieanlage wesentlich unterstützt werden.

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    Thomas Kienberger

    Prof. Thomas Kienberger studierte an der TU Graz „Elektro-Energietechnik, worauf eine Dissertation an der TU Graz folgte. Zwischen 2006 und 2007 arbeitete er als Entwicklungsingenieur bei der Firma Siemens AG in Erlangen/Deutschland. Von 2007 bis 2010 war er als wissenschaftlicher Assistent am Institut für Wärmetechnik an der TU Graz beschäftigt und leitete dabei unter anderem die Arbeitsgruppe „substitute natural gas“. Von 2011 bis 2014 war er als Leiter R&D und Prokurist beim Start-up agnion Highterm-Research tätig und fungierte gleichzeitig als Lehrbeauftragter an der TU-Graz. Seit 2014 leitet er den Lehrstuhl für Energieverbundtechnik an der Montanuniversität Leoben. Neben seinen Aktivitäten in der Wirtschaft konnte Prof. Kienberger zahlreiche Forschungsprojekte initiieren und mehr als 50 Konferenz- und Journalbeträge veröffentlichen.

    Thomas.Kienberger@unileoben.ac.at

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    Julia Vopava-Wrienz

    Julia Vopava absolvierte das Bachelorstudium „Industrieller Umweltschutz“ mit Schwerpunkt Verfahrenstechnik und anschließend das Masterstudium „Industrielle Energietechnik“ an der Montanuniversität Leoben. Seit 2016 ist sie am Lehrstuhl für Energieverbundtechnik der Montanuniversität als wissenschaftliche Projektmitarbeiterin tätig und schloss im Februar 2021 ihre Dissertation mit dem Titel „Ermittlung möglicher Synergieeffekte zwischen der E-Mobilität und der Nutzung von Photovoltaik-Potenzialen“ ab. Neben der fachlichen Expertise im Bereich Gestaltung zukünftiger elektrischer Netze und Systemintegration von E‑Mobilität, zählt die Entwicklung innovativer Projekte sowie die Abwicklung von Projekten in ihren Tätigkeitsbereich.

    Julia.Vopava-Wrienz@unileoben.ac.at

  • Jürgen Secklehner

    ING. Jürgen Secklehner B.A. ist Absolvent der Fachhochschule Oberösterreich und schließt bis Ende 2022 berufsbegleitend den Lehrgang „Recycling“ an der Montanuniversität Leoben ab. Von 2017 bis 2020 war er gleichzeitig als Geschäftsführer bei der Firma ALFUMA GmbH sowie bei der Firma KIAS Recycling GmbH für die strategische Weiterentwicklung und Erschließung neuer Märkte tätig. Er befasst sich seit 2017 als Gründer der Seccon GmbH und geschäftsführender Gesellschafter auch mit Forschung & Entwicklung im Bereich Abfall & Recycling. Neben zahlreichen Erfahrungen und Ausbildungen engagiert er sich seit April 2021 als Geschäftsführer der ARAplus GmbH. Er ist der Ansprechpartner für das gesamte Leistungsangebot der ARA und Entsorgungspartner für die Industrie 4.0.

    j.secklehner@seccon.co.at

  • Anton Secklehner

    Anton Secklehner schloss an der TU Graz das Studium „Elektrotechnik – Biomedizinische Technik“ ab. Eine 3jährige Auslandstätigkeit bei Mannesmann AG im Bereich Rauchgasreinigungsanlagen rundete diese Ausbildung ab. Mehrjährige Entwicklungs. und Forschungstätigkeiten im Bereich Zementanlagenbau bei Vöest – Alpine – Industrieanlagenbau.  Anschließend Lehrtätigkeiten im Bereich Automationstechnik an der TU Graz, Papiermachermeisterschule bzw. Berufsschule. Ab 2002 Werksleiter in einem österreichischen Zementwerk (Entwicklung und Patentierung eigener Rauchgasreinigungssysteme, Einsatz von alternativ Brennstoffen).  Ab 1993 wurde nebenbei ein Techn. Büro für Spezialanwendungen in der Regelungstechnik (Fuzzy-Logic) betrieben. Mit der Beteiligung an der Firma Seccon GmbH 2019 wurde der Schritt in Richtung Selbständigkeit getan.

    a.secklehner@seccon.co.at

  • Christiane-Egger zugeschnitten

    Christiane Egger

    Mag. Christiane Egger ist stv. Geschäftsführerin des O.Ö. Energiesparverbandes, der Einrichtung des Landes Oberösterreich für die Energiewende und Managerin des Cleantech-Cluster Energie. Sie ist Konferenzleiterin der World Sustainable Energy Days, einer der größten europäischen Energiewende-Konferenzen sowie Vize-Präsidentin von FEDARENE, dem europäischen Verband regionaler Energieagenturen. Unter ihrer Leitung hat der OÖ Energiesparverband über 40 EU-Projekte koordiniert und an über 80 weiteren mitgewirkt. Sie ist Mitglied im Cluster Steering Committee von NEFI; der Innovationsplattform zur Dekarbonisierung der Industrie. Sie hat an der Universität Graz Rechtswissenschaften und an der TU Graz Technischen Umweltschutz studiert.

    christiane.egger@esv.or.at

  • Resl_Christoph_0055R_zugeschnitten

    Christoph Resl

    Christoph Resl studierte Ende der Neunziger-Jahre neben seiner beruflichen Tätigkeit als Qualitätsmanager in einem Elektrodraht-Produktionsbetrieb an der TU Graz ‘Wirtschaftsingenieurwesen Maschinenbau‘ und graduierte im Jahr 2000 am Campus Graz im Bereich ‘Automatisierungstechnik‘ zum Dipl.-Ing. (FH).  Zwischen 2002 und 2012 arbeitete er als Qualitätsverantwortlicher und ‘Direktor für Qualität, Sicherheit und Umwelt‘ bei der Firma AVL List GmbH in Graz und vereinheitlichte u.a. die Zertifizierungssysteme aller Niederlassungen und Standorte weltweit.  Von 2012 bis 2019 beschäftigte ihn die Umwelttechnikfirma Greenlife aus Hartberg als Geschäftsführer, seit 2019 ist Christoph Resl als Managmentsystemverantwortlicher bei der Firma WSA – Waste Service Austria in Hartberg tätig und hat im Zuge dessen auch bei der Wiederinbetriebnahme der Klärschlamm-verbrennungsanlage in Großwilfersdorf tatkräftig mitgeholfen.

    christoph.resl@wsa.co.at

Steckbrief

Projektnummer

880745

Koordinator

Montanuniversität Leoben - Lehrstuhl für Energieverbundtechnik

Partner

Montanuniversität Leoben – Lehrstuhl für Energieverbundtechnik – https://www.evt-unileoben.at/de/
seccon GmbH, http://www.seccon.co.at
WSA – waste service GmbH, http://www.wsa.co.at/home/
OÖ Energiesparverband, https://www.energiesparverband.at/

Schlagwörter

Pyrolyse, Primärenergieeffizienz, Aufbereitung Sekundährrohstoffe

Projektleitung

Thomas Kienberger, thomas.kienberger@unileoben.ac.at

Dauer

01/02/2021 - 31/01/2024

Budget

550,931€