Theoretischer Hintergrund
Feste Biomasse machte in Deutschland 2023 mehr als 64 % der erneuerbaren Energien im Wärmesektor aus [1] und gewinnt auch in Hinblick auf die aktuelle Energie- und Klimakrise weiter an Bedeutung. Zur Einhaltung der Grenzwerte für potenziell gesundheits- und umweltschädliche Emissionen können brennstoffseitige Maßnahmen, wie die sogenannte Brennstoffadditivierung, eingesetzt werden. Bei der Additivierung mit dem aluminium-silikat-basierten Mineral Kaolin werden insbesondere Alkalimetalle wie Kalium aus dem Brennstoff in temperaturstabile Verbindungen in der Asche eingebunden. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung von Emissionen wie Gesamtstaub (TPM) und Kohlenstoffmonoxid (CO). In einem Biomasseheizkraftwerk in Berlin soll diese Brennstoffadditivierung großtechnisch implementiert und untersucht sowie mögliche Langzeiteffekte betrachtet werden.
[1] Umweltbundesamt (Hg.) (2024): Erneuerbare Energien in Deutschland. Das Wichtigste im Jahr 2023 auf einen Blick.
Aufgaben
Im Rahmen dieser Arbeit werden mehrere Reisen nach Berlin stattfinden, bei denen gas- und partikelförmigen Emissionen gemessen sowie Brennstoff-, Schlacke- und Ascheproben entnommen werden. Diese sollen im Anschluss auf die chemischen Eigenschaften und Veränderungen durch die Additivierung im Labor analysiert werden. Die Aufgaben umfassen unter anderem:
(1) Recherche und Einarbeitung in das Thema Additivierung in Biomassefeuerungen im großskaligen Leistungsbereich zur Emissionsminderung.
(2) Begleitung von Reisen nach Berlin zur Datenerfassung vor Ort und von Proben während der Versuchskampagnen.
(3) Chemische und brennstofftechnische Analyse der gewonnenen (Biomasse-)Proben: Bestimmung des Wassergehalts, Aschegehalts, Brennwerts sowie der chemischen Zusammensetzung mittels Atomabsorptionsspektrometrie (AAS) und Ionenchromatographie (IC).
(4) Untersuchung der anfallenden Asche- und Staubfraktionen (Bett-, Zyklon- und Filterasche) auf kristalline Phasen mittels Röntgendiffraktometrie (XRD).
(5) Auswertung der Emissionsdaten und Interpretation der Ergebnisse
Der Start der Arbeit ist ab Januar möglich.
Wenn Sie interessiert sind, senden Sie bitte Ihre Bewerbung mit Lebenslauf und Zeugnis an:
Theresa Siegmund
Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft
Eißendorfer Straße 40, Raum U182
D-21073 Hamburg
Tel.: 040/42878-4565
E-Mail: theresa.siegmund@tuhh.de
