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 Meiller 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

Zentrum für nachhaltige Kraftstoffe (ZENK)

ZENK entwickelt neue Syntheserouten für nachhaltige, klimaneutrale Kraftstoffe. 

 

Forschungsprojekt Biobrick2 / 10.1.2025

Holzgas als Brückentechnologie bei der Ziegelproduktion

CO₂-neutrale Ziegelproduktion

 

Froschungsprojekt / 14.11.2024

Ergebnisse des Projekts FlexNOx vielversprechend

Holzfeuerungen mit bis zu 80% weniger NOx-Emissionen

 

15.10.2024

Fraunhofer UMSICHT startet Projekt ISSDEMO

Entwicklung eines ultra-dynamischen Hochtemperatur-Wärmespeichers

 

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.

 

22.7.2019

Digital Fire: Biomassefeuerung digitalisiert

Forschungsprojekt kombiniert Digitalisierung und Verfahrenstechnik

Unsere Projekte

Hier finden Sie eine Auswahl laufender und abgeschlossener, geförderter Projekte.

Projektname  Projektinhalt  Laufzeit  Fördermittel-/ Auftraggeber

BayGasBio

BayRezAuto

Nachhaltige Verfahren zur Schließung von Kohlenstoffkreisläufen sowie zur Bereitstellung nachhaltiger Energieträger basierend auf innovativen Konversionstechnologien

Teilprojekt A (BayGasBio)

Senkung der CO2-Emissionen der bayerischen Gasversorgung: Biomethanisierung von biogenen Synthesegasen

Teilprojekt B (BayRezAuto)

Hochqualitative, CO2-reduzierte Rezyklate für die bayerische Automobilindustrie

10/2024-11/2025 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
CirHub CCT Folge-Projektphase CIRCONOMY® Hub Circular Carbon Technologies 10/2024-09/2027 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
WäKo Wärme auf Knopfdruck: Unterkühlbare Speicher auf Basis von Phasenwechselmaterialien 07/2023-06/2026 Fraunhofer Gesellschaft e. V.
ZENK II Fortführung des Projektes »Zentrum für nachhaltige Kraftstoffe« (ZENK) in der zweiten Projektphase 01/2023-10/2026 Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie
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 Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
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   Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
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 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
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