Clean Combustion and Process Heat

Emissionsarme Verbrennungsprozesse und Prozesswärme

Wir entwickeln Lösungen für die erfolgreiche Gestaltung der Wärmewende sowohl im Technikum als auch in der Anwendung vor Ort durch:

  • Emissionsarme Verbrennungssysteme für Biomasse und Abfälle
  • Mittel- und Hochtemperatur-Wärmespeicher

Dabei gestalten und optimieren wir Anlagentechnik, Prozesse und Anwendungen so, dass neben einem wirtschaftlichen Einsatz ein maximaler gesellschaftlicher Nutzen entsteht. Wir begleiten und unterstützen Unternehmen auf dem Weg zur Klimaneutralität und bei der Entwicklung und Optimierung der dafür benötigten Technologien.

Unser Ziel ist es, Feuerungstechnik mit extrem niedrigen Emissionen zu entwickeln (Near Zero Emission). Gleichzeitig arbeiten wir an der Etablierung potenziell CO2-negativer Bioenergie-Lösungen (Negative Emission Technologies). Ein Fokus unserer Arbeiten liegt auf der flexbilen Nutzung biogener Reststoffe und sonstiger Abfälle. Dabei setzen wir auf innovative Anlagentechnik und Online-Sensorik für eine brennstoffflexible Steuerung.

In unseren Technika stehen Prüfstände und Messeinrichtungen zur Optimierung von Feuerungs- und Filteranlagen sowie eine umfangreiche Online-Gasanalytik zur Verfügung.

Im Bereich der Speichersysteme entwickeln, optimieren und testen wir Mittel- und Hochtemperaturspeicher sowie integrierte Lösungen für industrielle Hochtemperaturanwendungen. Unsere innovativen Lösungen reichen von hochdynamischen, metallbasierten Latentwärmespeichern, bis hin zu besonders effizienten Zuckeralkoholspeichern, die auch für saisonale Anwendungen geeignet sind.

Durch den Einsatz unserer Speicher steigern wir die Effizienz industrieller Hochtemperarturanwendungen. Mit Hilfe statischer und dynamischer Simulationen finden wir optimierte Lösungen für die Integration der Speicher.

Abteilungsleitung

Martin Meiler ist seit 2009 am Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg beschäftigt. Seitdem forscht er an Verbrennungssystemen von Feststoffen, insbesondere von biogenen Reststoffen und Abfall in Rostfeuerungsanlagen.

Das Forschungsgebiet Hochtemperaturspeicher als Schlüssel erneuerbarer Energien in der Industrie fällt ebenfalls in seinen Zuständigkeitsbereich.

Seit März 2016 ist Martin Meiller Gruppenleiter »Energie aus Biomasse & Abfall«, ab Januar 2022 übernahm er die Leitung der Abteilung »Energietechnik« und im Jahr 2023 die neu gegründete Abteilung »Clean Combustion and Process Heat«.

Martin Meiller ist in folgenden Gremien vertreten:

  • ProcessNet Fachgruppe Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung
  • Wissenschaftlicher Vertreter Fraunhofer UMSICHT in der Fraunhofer Allianz Energie
  • Umweltcluster Bayern AK »Energie aus Abfall«
  • Vertreter Fraunhofer UMSICHT in der DVV – Deutsche Vereinigung für Verbrennungsforschung e.V.

Leistungsangebote und Forschungsfelder

 

Feuerungstechnik und Emissionsminderung

 

 

 

Hochtemperaturspeicher für industrielle Prozesswärme

 

 

 

Forschungsfeld thermische Energiespeicher

 

 

Projekt-Highlights

 

28.2.2023

Fraunhofer UMSICHT – Beteiligung an Wasserstoff-Großforschungsprojekt am Industriehafen Bremen

Im Fokus steht der Aufbau von Wasserstoffzentren in Nord-Deutschland, sogenannten Wasserstoff-Hubs. In dem Projektcluster »Ausgestaltung der industriellen Transformation (Stahlwerk und Industrie)« ist Fraunhofer UMSICHT für die Konzeptionierung des Wärmemanagements am Industriehafen Bremen zuständig.

 

7.4.2021

Verminderte NOx-Emissionen durch Brennstoffstufung in Biomassefeuerungen

Forscher von UMSICHT und der FAU Erlangen-Nürnberg entwickeln gemeinsam mit dem Unternehmen Endress Holzfeuerungsanlagen GmbH eine neue Feuerungsanlage für Biomasse. 

 

12.3.2020

Biomasse für eine nachhaltige Ziegelproduktion

Am Beispiel eines Ziegelwerks zeigt das Projekt »BioBrick«, wie Prozesswärme und Rückstände aus Biomasseanlagen für die industrielle Ziegel-Produktion genutzt werden können.

 

12.9.2019

Vorausschauende Feuerungsregelung in Müllverbrennungsanlagen

In »AdOnFuelControl« soll eine vorausschauende Steuerung von Verbrennungsanlagen, im konkreten Anwendungsbeispiel für die Abfallbehandlung, entwickelt werden. Dadurch wird ein effizienterer Anlagenbetrieb mit niedrigeren Kosten und geringeren Emissionen möglich.

 

5.3.2019

Wie effizient arbeiten elektrostatische Abscheider für Biomassefeuerungen?

Es wurde an zwei grundlegenden Fragen geforscht: Wie wirksam sind marktverfügbare, elektrostatische Abscheidersysteme, insbesondere für Feinstaub der Partikelgrößen PM 2,5 und für Ultrafeinstaub mit Partikeln unter 0,1 µm? Und wie können die Abscheidegrade in den relevanten Bereichen verbessert werden?

 

22.7.2019

Digital Fire: Biomassefeuerung digitalisiert

Forschungsprojekt kombiniert Digitalisierung und Verfahrenstechnik

Unsere Projekte

Hier finden Sie eine Auswahl laufender und abgeschlossener Projekte

Projektname  Projektinhalt  Laufzeit  Fördermittel-/ Auftraggeber
ISSDEMO Industrial process Steam Supply – DEMOnstration of an ultra-dynamic thermal energy storage 12/2023-11/2026 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
WäKo Wärme auf Knopfdruck: Unterkühlbare Speicher auf Basis von Phasenwechselmaterialien 07/2023-06/2026 Fraunhofer Gesellschaft e. V.
BioBrick2 CO2-neutrale Produktion von Ziegeln – Ganzheitliche Integration eines Holzvergasers in die Ziegelproduktion 01/2023-12/2025 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
KI Kessel  KI-unterstützte Kesselregelung für seriengefertigte Heizkessel im Maßstab <1 MW 11/2022-10/2025 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
NET-Fuels Increasing biomass conversion efficiency to carbon-negative sustainable biofuels by combination of thermal and bio-electrochemical processes 11/2022-10/2026 EU
E-TNV Elektrothermische Nachverbrennung für Einzelraumfeuerstätten 10/2022-09/2024 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
KliSchGa2.0 Klimaschutzgas aus Holz und biogenen Reststoffen – Schritte zur ganzheitlichen Prozessintegration in den Keramik-Herstellungsprozess 08/2022-01/2025 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
hyBit Hydrogen for Bremen‘s Industrial Transformation: Teilprojekt Wärmemanagement am Industriehafen  09/2022-02/2026 BMBF
Claire Entwicklung eines Vergaserkessels mit unterem Abbrand und extremer Zonierung für minimierte Emissionen 07/2022-06/2025 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
BO2CCU Oxyfuel-Verbrennung biogener Gase: CO2-negative Prozesse durch Kopplung von Bioenergie und Elektrolyse 01/2022-12/2024 Internes Programm SME
FlexNOx  Entwicklung einer Feuerung mit Brennstoffstufung – Stickoxidminderung und Flexibilisierung von Biomassefeuerungsanlagen 2/2021 – 7/2024              Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Gusskohle TCR Kohle zum Einsatz in Gießereien Innovationsprogramm Resiliente Wertschöpfung Cluster 3 07/2020-12/2020 Fraunhofer Gesellschaft e. V.
»BeWiSer« Begleitforschung Wasserstoff in der Stahlherstellung - Teilvorhaben: Nebenprodukte und sekundäre Stoff- und Wärmeströme bei der wasserstoffbasierten Rohstahlproduktion 07/2020-06/2023 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
BioBrick Biomasse als Schlüssel für eine nachhaltige Produktion von Ziegeln – Energieversorgung, Erzeugung von Prozesswärme und stoffliche Verwertung von Vergaserrückständen 01/2020-1/2021 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
AdOnFuelControl Adaptive Online-Brennstoffcharakterisierung von heterogenen Brennstoffen für eine optimierte Feuerungsregelung 11/2019- 10/2022 Bayerische Forschungsstiftung
Digital-Fire Verbundvorhaben: Digital-Fire - Optimierung von Datenerfassung und Steuerungstechnik für Biomassefeuerungen; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Untersuchungen, Entwicklung Module zur Datenerfassung 9/2019- 8/2022   Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
DAnkEE Demonstration einer Anlage zur kombinierten Entstaubung und Entstickung –Schlüssel für die umweltfreundliche Nutzung von Biomasserest- und Abfallstoffen 09/2018- 08/2021 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
FuelBand2 Feuerungs- und Brennstoffoptimierung zur Ver­wertung von Reststoffen in Biomassefeuerungen

07/2018-

06/2021

Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
KlischGa Bio-chemisches Klima-Schutz-Gas aus hochfesten Industrie-Misch-Pellets zur Industriegas-Erzeugung - Teilvorhaben: Untersuchung des Vergasungsverhaltens der Misch-Pellets 09/2017 - 02/2021  Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
eleMeMe

Dezentrale Entkopplung von Stromerzeugung und Energieversorgung durch Kopplung von onsite-elektrochemischer Methanolerzeugung und Methanolbrennstoffzellen

Schlussbericht

03/2017 – 02/2020 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) 
MACOR Machbarkeitsstudie zur Reduzierung der CO2-Emissionen im Hüttenwerk unter Nutzung regenerativer Energien 06/2017 - 05/2020 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
TheMatiK Kraftwerkstechnik (Lastflexible und teillastfähige Kraftwerke) - Thermische und thermochemische Energiespeicher in Kraftwerken  10/2016 - 09/2019  Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
FRESBI

Optimierung der Fraktionsabscheidegrade elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in Biomassefeuerungen - Teilvorhaben 1: Leistungsbereich >50 kW

Schlussbericht

02/2016 - 07/2018 Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR)
SeMoBioEnergy SeMoBioEnergy - Semi-Mobile Bioenergy from Agricultural and Forest Residues in Chile and Beyond - Teilvorhaben: Aufbau einer semi-mobilen Biomasse Konversionsanlage 09/2015 - 01/2019 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Project Ashes Recycling of nutrients from residues of thermo-chemical processing of bagasse 04/2015 - 12/2018 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Ash2Gas
Mikrobielle Biomethan-Erzeugung mit Wasserstoff aus der thermischen Vergasung von Biomasse mit Nährstoffen aus Vergasungsrückständen / Anteil UMSICHT Proof of Concept & Evaluierung (AP6&7) 12/2014 - 12/2017 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)

Publikationen der Abteilung

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2024 Industrielle Prozessdampfversorgung - Demonstration eines ultradynamischen thermischen Energiespeichers
Kugler, Felix
Vortrag
Presentation
2024 Characterization of different solid fuels from waste for an advanced online fuel control system designed for large-scale incineration plants
Oischinger, Jürgen; Kohl, Markus; Meiller, Martin; Walberer, Julian; Daschner, Robert; Hornung, Andreas; Grafmans, Florian; Warnecke, Ragnar; Breitenberger, Robert; Dannerbeck, Franz; Zwiellehner, Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2024 Setting behavior and mechanical properties of geopolymers from fly ash and real construction waste
Kugler, Felix; Krcmar, Wolfgang; Teipel, Ulrich
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Online-Klassifizierung unterschiedlicher Brennstoffe und Brennstoffcharakteristika als Basis für eine Flexibilisierung der Feststoffverbrennung
Meiller, Martin
Dissertation
Doctoral Thesis
2023 Prozesswärme in der stahlverarbeitenden Industrie
Kugler, Felix
Vortrag
Presentation
2023 FlexNOx - Entwicklung einer Feuerung mit Brennstoffstufung zur Stickoxidminderung und Flexibilisierung von Biomassefeuerungsanlagen
Gebhard, Niklas; Meiller, Martin
Poster
2023 KliSchGa2 und BioBrick2. Integration von Biomasse in industrielle Hochtemperatur-Prozesswärme
Meiler, Michael; Meiller, Martin; Kugler, Felix
Poster
2023 Development and Commissioning of an Innovative Biorefinery for the Conversion of Contaminated Biomass into High-quality Energy Carriers
Kick, Christopher; Peetz, Pascal; Apfelbacher, Andreas; Meiller, Martin; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2023 High-temperature process heat from biomass with integrated utilisation of gasification residues
Meiler, Michael; Meiller, Martin
Poster
2023 Corrigendum to: Analysis of Technology Potential of a Metal-based Latent Heat Storage for Backup Process Steam Supply (Chemie Ingenieur Technik, (2021), 93, 4, (605-617), 10.1002/cite.202000169)
Heim, Silas; Komogowski, Lars
Erratum
2022 Thermo-Catalytic Reforming (TCR) - An important link between waste management and renewable fuels as part of the energy transition
Hornung, Andreas; Jahangiri, Hessam; Ouadi, Miloud; Kick, Christopher; Deinert, Lisa; Meyer, Benedikt; Grunwald, Jan; Daschner, Robert; Apfelbacher, Andreas; Meiller, Martin; Eder, Stefan
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Sugarcane bagasse ash as fertilizer for soybeans: Effects of added residues on ash composition, mineralogy, phosphorus extractability and plant availability
Dombinov, Vitalij; Herzel, Hannes; Meiller, Martin; Müller, Felix; Willbold, Sabine; Zang, Joachim W.; Fonseca-Zang, Warde A. da; Klose, Holger; Adam, Christian; Poorter, Hendrik; Jablonowski, Nicolai D.; Schrey, Silvia D.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Steigerung der Brennstoffflexibilität von Biomassefeuerungsanlagen durch Online-Sensorik
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2021 Development of a New Sensor Module for an Enhanced Fuel Flexible Operation of Biomass Boilers
Meiller, Martin; Oischinger, Jürgen; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Charakterisierung und Störstoffanalyse von rückgewonnenen Stoffströmen aus Wärmedämmverbundsystemen
Fehn, Thomas; Kugler, Felix; Tübke, Beatrice; Schweppe, Rainer; Mebert, Phillip; Krcmar, Wolfgang; Teipel, Ulrich
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Flexibilisierung thermischer Krafwerke: Eine Literaturübersicht
Heim, Silas; Komogowski, Lars
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Analysis of Technology Potential of a Metal-based Latent Heat Storage for Backup Process Steam Supply
Heim, Silas; Komogowski, Lars
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Soybean Fertilized by P-Phases from Bagasse-Based Materials: P-Extraction Procedures, Diffusive Gradients in Thin Films (DGT), and X-ray Diffraction Analysis (XRD)
Herzel, Hannes; Dombinov, Vitalij; Vogel, Christian; Willbold, Sabine; Vettorazzi Levandowski, Gabriel; Meiller, Martin; Müller, Felix; Zang, Joachim Werner; Fonseca-Zang, Warde Antonieta da; Jablonowski, Nicolai David; Schrey, Silvia Diane; Adam, Christian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Importance of biomass for the decarbonization of industrial process heat supply
Meiller, Martin; Komogowski, Lars
Vortrag
Presentation
2020 Untersuchungen zur möglichen Freisetzung von Nanopartikeln bei der Ablagerung und bodenbezogenen Anwendung von mineralischen Abfällen. Abschlussbericht
Oischinger, Jürgen; Meiller, Martin; Daschner, Robert; Hennecke, Dieter; Hund-Rinke, Kerstin; Meisterjahn, Boris; Schröder, Nicola
Bericht
Report
2020 Full assessment of Sida (Sida hermaphrodita) biomass as a solid fuel
Jablonowski, Nicolai David; Kollmann, Tobias; Meiller, Martin; Dohrn, M.; Müller, M.; Nabel, M.; Zapp, P.; Schonhoff, A.; Schrey, S.D.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Optimization of the fractional collection efficiencies for electrostatic precipitators used in biomass-fired boilers
Oischinger, Jürgen; Steiner, Michael; Meiller, Martin; Hebauer, M.; Beer, S.; Daschner, Robert; Hornung, Andreas; Kramb, J.
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 Innovative Ansätze zur Integration von Bioenergie in die Prozesswärmeversorgung
Meiller, Martin; Komogowski, Lars
Vortrag
Presentation
2019 Klimaneutrale Prozesswärmebereitstellung - Chancen und Risiken sowie zukünftige Anforderungen an Molkereien
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2019 Nutzungskonzepte für Gärreste und andere biogene Reststoffe in Biomasseverbrennungsanlagen
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2019 Laub als Brennstoff?
Stahl, Esther; Danz, Philipp; Meiller, Martin; Walberer, Julian
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2019 Stickoxidminderung in Biomassefeuerungen - Innovative Ansätze für primär- und sekundärseitige NOx-Minderung
Walberer, Julian; Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2019 Digitalisierung in der thermischen Abfallbehandlung - ein Überblick
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2018 Dust filtration influence on the performance of catalytic filters for NOx reduction
Mateus, Giovanny; Meiller, Martin; Soukup, Karel; Hornung, Andreas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2018 Nutzung biogener Reststoffe in dezentralen Feuerungsanlagen - Chancen und Hindernisse
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2018 Recycling of nutrients from residues of thermo-chemical processing of sugarcane bagasse and straw - handling of produced fertilizers based on biomass ash
Stahl, Esther; Meiller, Martin; Danz, Philipp; Dombinov, Vitalij; Herzel, Hannes
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2018 Optimization of thermal processes for the use of residues from bioethanol and sugar production in Brazil
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2018 FRESBI "Optimierung der FRaktionsabscheidegrade Elektrostatischer Staubabscheider beim Einsatz in BIomassefeuerungen"
Oischinger, Jürgen; Meiller, Martin; Beer, S.; Steiner, M.; Schade, C.; Kramb, J.
Vortrag
Presentation
2018 Energetische Nutzung von biogenen Reststoffen vor Ort
Daschner, Robert; Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2017 Boiler design with solid-gaseous fuel staging to reduce NOX-emissions and optimize load flexibility
Meiller, Martin; Daschner, Robert; Walberer, Julian; Hornung, Andreas
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2017 Dezentrale Wärmeerzeugung aus Reststoffen und Biomasse
Meiller, Martin
Vortrag
Presentation
2017 Vergleich von thermischen Verfahren zur Nutzung von Rückständen aus der Bioethanolerzeugung und Zuckerherstellung in Brasilien
Meiller, Martin; Gehrmann, H.-J.; Baris, D.; Vodegel, S.; Müller, F.; Schaaf, T.; Hermann, L.
Poster
2017 Impaktormessung im Rauchgasstrang einer Müll- und Kohlelinie des GKS-Schweinfurt
Meiller, Martin; Oischinger, Jürgen; Daschner, Robert; Warnecke, Ragnar
Vortrag
Presentation
2017 Innovative NOX-Reduzierung: Primär- und Sekundärseitige Ansätze zur Minderung von Stickoxid-Emissionen bei Biomassefeuerungen
Meiller, Martin; Mateus Batanero, Giovanny Andres; Walberer, Julian
Vortrag
Presentation
2016 Combustion tests with biogenic residues
Meiller, Martin; Schweimer, Lukas; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 Transport behavior of biogenic residues tested on a cold grate model
Meiller, Martin; Walberer, Julian; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Poster
2016 Impaktormessungen im Rauchgasstrang einer Müll- und Kohlelinie des GKS-Schweinfurt
Daschner, Robert; Oischinger, Jürgen; Meiller, Martin; Hornung, Andreas
Vortrag
Presentation
2016 Untersuchung möglicher Umweltauswirkungen bei der Entsorgung nanomaterialhaltiger Abfälle in Abfallbehandlungsanlagen
Börner, Rolf; Meiller, Martin; Oischinger, Jürgen; Daschner, Robert
Bericht
Report
2016 Behandlung nanomaterialhaltiger Abfälle in thermischen Abfallbehandlungsanlagen
Vogel, Julia; Weiss, Volker; Oischinger, Jürgen; Daschner, Robert; Meiller, Martin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 Market analysis for a flexible furnance for biogenic residues
Meiller, Martin; Dobler, Christoph; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Poster
2016 Market analysis for a flexible furnace for biogenic residues
Meiller, Martin; Dobler, Christoph; Daschner, Robert; Hornung, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2016 NanoEmission. Untersuchung des Emissionsverhaltens von Nanopartikeln bei der Abfallverbrennung
Oischinger, Jürgen; Meiller, Martin; Daschner, Robert
Poster
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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