PROJEKT „BioHybrid“

BIOHYBRID - Entwicklung eines systemdienlichen Biomasse-basierten Hybridsystems

Projektleitung und -koordination:	Prof. Dr.-Ing. habil. Joachim Seifert
Auftraggeber:	BMWE (FKZ: 03EI5474B)
Projektpartner:	DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH, Forschungsbereich Thermo-chemische Konversion, Kermi GmbH, SOLARvent Energietechnik GmbH
Laufzeit:	04/2024 - 03/2027
Projektwebseite:	zur Seite

Kurzbeschreibung

Das Ziel der Klimaneutralität bis zum Jahr 2045 stellt die einzelnen Sektoren Wärme und Strom vor sehr große Herausforderungen. Die Umsetzung im Rahmen der Energiewende ist ein gesellschaftliches Projekt der Bundesrepublik Deutschland seit dem Jahr 2000. Technologisch rückt die Wärmepumpentechnologie vermehrt in den Fokus der Betrachtung. Hierbei scheinen sich vor allem elektrisch betriebene Geräte mit Umgebungsluft als Wärmequelle durchzusetzen. Bei diesen Geräten kommt es während kalter Morgen- und Abendstunden zu einem Betrieb mit geringen COP-Werten und somit geringen Nutzungsgraden, was einen überproportional erhöhten Strombezug zur Folge hat. Vor diesem Hintergrund können hybride Lösungen, welche die Wärmepumpe mit einem Erzeuger auf Basis von Biomasse kombinieren, eine interessante Erweiterung darstellen. Lässt sich der Biomasseeinsatz auf die systemdienlichsten Zeiten begrenzen, kann eine ausreichende Versorgung mit nachhaltig gewonnener Biomasse auch mittelfristig sichergestellt werden.

Diese Thematik wird im Projekt BioHybrid aufgegriffen. Innovativer Kern des Projektes sind die Entwicklung und die Demonstration eines modularen Hybridsystems mit einem Systemregler, der den Einsatz von Wärmepumpe und Pelletkessel zweier unterschiedlicher Hersteller optimal abstimmt. Hierzu sollen neuartige Entwicklungstools auf Basis von digitalen Zwillingen geschaffen werden, mit denen Online-Analysen und Optimierungen möglich sind. Der Systemregler soll neue Funktionalitäten erhalten: avisiert ist ein CO2-Budget System sowie die Berücksichtigung zusätzlicher Qualitätskriterien der Wärmelieferung (exergetische Betrachtung). Zur Sicherstellung der resilienten Funktionalität des Hybridsystems ist die Entwicklung eines herstellerunabhängigen Schnittstellen- und Datenpunktkonzepts vorgesehen.

Angestrebte Projektergebnisse

• Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist es, ein modulares, hybrides Heizungssystem, bestehend aus Pelletkessel und Wärmepumpe von zwei voneinander unabhängigen Herstellern zu entwickeln sowie im Praxistest zu demonstrieren
• Erstellung eines Planungsleitfadens für die Realisierung solcher hybriden Anlagen
• Entwicklung optimaler Regelungsstrategien unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten