Energy & Process Technologies

Die bestmögliche Nutzung von Ressourcen stellt ein zentrales Element einer nachhaltigen Zukunftsentwicklung dar. Der Forschungsschwerpunkt liegt im Schnittbereich der Energie- und Verfahrenstechnik und beschäftigt sich mit den facettenreichen Fragestellungen dieser Gebiete. Schwerpunkte liegen beispielsweise auf den Bereichen der Energiebereitstellung aus biogenen und nachwachsenden Rohstoffen, dem Themenkreis Wasser mit seinen Ausprägungen Abwasser, Prozesswasser und Trinkwasser sowie einem möglichst energie- und ressourceneffizienten Einsatz von Beschneiungsanlagen (Stichwort Schneemanagement).

Ziel der Projekte des Forschungsschwerpunkts sind innovative Lösungen und Konzepte für aktuelle und zukünftige Herausforderungen, die häufig gemeinsam mit Partnern aus Industrie und Forschung erarbeitet werden.

Strom & Wärme aus Biomasse

Die Bioenergie stellt eine der wichtigsten heimischen Energiequellen dar, wodurch kostspielige Importe von Erdgas und Erdöl verringert und eigene Ressourcen nachhaltig genutzt werden können. Zur weiteren Stärkung der Bioenergie sind die Entwicklung von Systemen und Anlagen zur Bereitstellung von Strom und Wärme aus holzartiger Biomasse notwendig. Dabei steht nicht nur ein dezentraler, nachhaltiger Energieversorgungsgedanke im Vordergrund, sondern auch die Maximierung der Effizienz und vor allem die Flexibilisierung des eingesetzten Rohstoffs. Um komplex aufgebaute Biomasse möglichst effizient und in gleichbleibender Qualität zugänglich zu machen, werden sowohl die optimierte Lagerung zur Vermeidung von Substanzverlusten und Basistransformationen der Materialien beforscht, als auch deren Trocknung, Pelletierung und Valorisierung in Richtung Biokohle.

Dekarbonisierung & Wasserstoffmanagement

Der Klimawandel, verursacht durch den anthropogenen Ausstoß von Treibhausgasen, stellt derzeit eine der größten Herausforderungen dar. Die Treibhausgasemissionen müssen in den nächsten Jahren drastisch reduziert werden um die natürlichen Lebensgrundlagen zu erhalten. Im Forschungsbereich Dekarbonisierung und Wasserstoffmanagement wird in enger Zusammenarbeit mit der Industrie an nachhaltigen Lösungen zur Eliminierung von Treibhausgasemissionen in industriellen Prozessen gearbeitet. Dabei werden derzeitig eingesetzte fossile Energieträger durch erneuerbare zukunftsträchtige Alternativen ersetzt. Aufgrund der lokalen Gegebenheiten wird im Alpenraum der Energieträger Wasserstoff vermehrt in den Mittelpunkt der Energiewirtschaft rücken. Dementsprechend großer Forschungsbedarf besteht im Bereich Wasserstoffmanagement, um diesen Energieträger möglichst effizient zu nutzen.

Energieverteilung & -speicherung

Während für den Wärme- und Kälteendverbraucher die Erschließung alternativer Energiequellen oft vergleichsweise schwierig ist, können zentrale Anlagen mit hoher Effizienz und minimalen Schadstoff- bzw. CO2 Emissionen betrieben werden. Forschungsgegenstand ist daher die Untersuchung und Entwicklung entsprechender Energieverteil- und Speichersysteme auf unterschiedlichen Temperaturniveaus sowie für verschiedene Erzeuger- und Endverbrauchertechnologien.

Membrantechnik & Wasseraufbereitung

Der Forschungsbereich Membrantechnik befasst sich einerseits mit der Herstellung und Optimierung von Membranen für flüssige und gasförmige Medien und andererseits mit dem Einsatz von Membranverfahren in technischen Prozessen. Für neue Anwendungen liegen oftmals keinerlei innerbetriebliche Erfahrungen mit Membrantrennverfahren vor. Dadurch entstehende Fragestellungen nach einer geeigneten Porengröße, Membranmaterial, Betriebsweise, etc. können in der Regel durch Labor- und Pilotversuche beantwortet werden. Die Aktivitäten in der Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung haben zum Ziel, die zugrundeliegenden Reinigungsprozesse weiterzuentwickeln sowie den notwendigen Ressourcenverbrauch zu reduzieren. Dafür werden etablierte Methoden wie das Belebtschlammverfahren oder die anaerobe Schlammfaulung in Reaktoren optimiert.

Kontakt
Dr. Martin Spruck, MSc | Hochschullektor Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dr. Martin Spruck, MSc Hochschullektor +43 512 2070 - 3236

Bei Fragen zum Forschungsschwerpunkt kontaktieren Sie uns unter: energyandprocess@mci.edu


Forschungs- & Transfer-
zentren
Dr. Martin Spruck, MSc | Hochschullektor Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dr. Martin Spruck, MSc Hochschullektor +43 512 2070 - 3236
 Heidrun Füssl-Le, BSc, MSc | Projektmitarbeiterin Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Heidrun Füssl-Le, BSc, MSc Projektmitarbeiterin +43 512 2070 - 3234
Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement +43 512 2070 - 3244
 René Nußbaumer, BSc, MSc | Dissertant Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
René Nußbaumer, BSc, MSc Dissertant +43 512 2070 - 3251
Ing.  Ronald Stärz, BSc, MSc | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Mechatronik
Ing. Ronald Stärz, BSc, MSc Senior Lecturer +43 512 2070 - 3931
Dr. rer. nat. Jan Back, BSc MSc | Hochschullektor Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dr. rer. nat. Jan Back, BSc MSc Hochschullektor +43 512 2070 - 3259
Ing. Dr. Aldo Giovannini | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Ing. Dr. Aldo Giovannini Senior Lecturer +43 512 2070 - 3231
FH-Prof. Dr. Michael Meister, MSc | Professor (FH) Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
FH-Prof. Dr. Michael Meister, MSc Professor (FH) +43 512 2070 - 3238
Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Wirtschaftsingenieurwesen
Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc Senior Lecturer +43 512 2070 - 4133
 David Weilguni | Projektmitarbeiter Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
David Weilguni Projektmitarbeiter +43 512 2070 - 3247
 Dominik Bosch, MSc | Dissertant Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dominik Bosch, MSc Dissertant +43 512 2070 - 3252
Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann | Professor (FH) Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann Professor (FH) +43 512 2070 - 3228
 Thomas Neuner, BSc, MSc | Dissertant Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Thomas Neuner, BSc, MSc Dissertant +43 512 2070 - 3200
 Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement +43 512 2070 - 3223
Mag. Alexander Dumfort | Senior Lecturer Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Mag. Alexander Dumfort Senior Lecturer +43 512 2070 - 3233
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf | Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf Wissenschaftliche Assistenz & Projektmanagement +43 512 2070 - 3243
 Tobias Niederkofler, BSc, MSc | Dissertant Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
Tobias Niederkofler, BSc, MSc Dissertant +43 512 2070 - 3246
FH-Prof. Dr. Werner Stadlmayr | Leiter Department & Studiengang Bachelorstudiengang Umwelt-, Verfahrens- & Energietechnik
FH-Prof. Dr. Werner Stadlmayr Leiter Department & Studiengang

VerStraGem - Nachhaltige Verwertung von Gemüsereststoffen im Tiroler Kontext
Laufzeit:
2020 - 2023

ProjektleiterIn:
Thomas Hämmerle, BSc, MSc
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Dipl.Ing. Katharina Schreck, BEd

Sabrina Schrettl, BA

Mag. rer. soc. oec Peter Zaggl

DI (FH) Clemens Mair, MSc

Claudia Schütz, MA

Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc

Maximilian Pupp, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Ziel des Projekts ist eine Untersuchung der in Tirol anfallenden Gemüsereststoffe. In weiterer Folge werden verschiedene Szenarien für mögliche Verwertungsmöglichkeiten geprüft. Die gesamte Untersuchung soll im Wesentlichen eine Entscheidungsgrundlage bieten, welche Konzepte die Ressourcen der anfallenden Gemüsereststoffe am effektivsten nutzen können. Die Gemüsereststoffe fallen bei der Verarbeitung der frischen Ernte am Hof an bzw. sind Ausschussware, die für den Lebensmittelhandel nicht geeignet sind. Sie grenzen sich somit klar von klassischen organischen Rest- und Abfallstoffen ab. Derzeit können nur Schätzungen getroffen werden, in welcher Menge diese derzeit ungenutzten Gemüsereststoffe in Tirol anfallen.

Projektpartner:
Wirtschaftskammer Tirol
Öffentlicher Sektor Inland
Landwirtschaftskammer Tirol
Öffentlicher Sektor Inland
Agrarmarketing Tirol
Unternehmenssektor Inland
Abfallwirtschaft Tirol Mitte GmbH
Unternehmenssektor Inland
Tiroler Gemüsebauern
Sonstige Inland

C-MEM Oberflächen und Material Optimierung
Laufzeit:
2016 - 2017

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Mag. Marco Rupprich, Ph.D.

ProjektmitarbeiterInnen:
Roman Leithner, BSc BSc MSc

Veronika Huber, MSc

Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch

Dr. Martin Spruck, MSc

Projektbeschreibung:
Die von SFC Umwelttechnik produzierten C-MEM Membranfasern werden für die Trink- und Abwas-serreinigung eingesetzt. Aufgrund der komplexen Produktion dieser Membranen können diese derzeit nur im eingegrenzten Bereich der Ultrafiltration (0,1 - 0,01 µm) und nur mit einem speziellen HDPE erzeugt werden, welches (i) eine beschränkte Haltbarkeit bzw. Beständigkeit in der Anwendung auf-weist, (ii) auf dem europäischen Markt nicht verfügbar und dadurch mit Lieferengpässen und hohen Transportkosten verbunden ist und (iii) teilweise hohe Ausschussraten verursacht und auch keine Adaptierung der bestehenden Membranfaser zulässt. Die Hauptziele dieses Projektes sind daher (i) ein lokal erhältliches HDPE mit Hilfe der Projektpartner nach unseren Anforderungen zu modifizieren, (ii) eine wenige Nanometer dicke ionenselektive Beschichtung für den Filtrationsbereich (0,01 - 0,001µm) zu entwickeln und abschließend (iii) auch die Produktionsanlagen auf dieses neue Material und Beschichtungstechnologie zu adaptieren bzw. umzurüsten. Dadurch soll die Produktion der Fasern hinsichtlich Ausschuss und Qualität optimiert, der Anwendungsbereich stark erweitert und insgesamt auch der C-MEM Prozess verbessert wird. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist zusätzlich der Know-How Vorsprung, der dadurch zur Konkurrenz aufgebaut wird, weil dieses neu entwickelte Material und die neuen Produktionsprozesse der Membran nicht frei verfügbar sein werden.

Tirol 2050 – Ressourcen- und Energieszenarien
Laufzeit:
2017 - 2018

ProjektleiterIn:
Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann

ProjektmitarbeiterInnen:
Ing. Christoph Pöham, BSc, MSc

Ing. Dr. Aldo Giovannini

Projektbeschreibung:
Für zukünftige energiestrategische Entscheidungen des Landes Tirol ist das MCI mit der Ausarbeitung von voraussichtlich zwei Ressourceneinsatzszenarien für Tirol bis zum Jahr 2050 in Anlehnung an die Österreich-Studie des Jahres 2010 ‚Energieautarkie für Österreich 2050‘ beauftragt worden. Aufgrund der Tiroler Spezifika (v.a. klimatische und geomorphologische Besonderheiten) wird erwartet, dass sich die Ergebnisse bedeutend von denen der österreichweiten Studie unterscheiden werden. Im Rahmen der Studie sollen die zur Verfügung stehenden heimischen Ressourcen quantifiziert werden und den zukünftigen Bedarfsszenarien für 2050 gegenübergestellt werden. Auf diese Art kann quantifiziert werden, wie mit heutigen sowie absehbaren zukünftigen technologischen Möglichkeiten eine Bedarfsdeckung in Übereinstimmung mit den vorgegebenen Rahmenbedingungen Europas, Österreichs und sonstigen Tiroler Rahmenbedingungen erfolgen kann. Als Ergebnis der Studie wird eine grobe ‚Marschrichtung‘ erwartet, welche Ressourcen auf welche Art und Weise und in welchem Umfang am Umbau des Energiesystems beteiligt werden unter Berücksichtigung der - politisch und gesellschaftlich akzeptierten - Verfügbarkeit und Nutzbarkeit der Ressourcen.

AltHolzGas
Laufzeit:
2017 - 2019

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Thomas Hämmerle, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Ziel des Projektes ist die Verwertung von Altholz in SynCraft Holzvergasungsanlagen. Der Fokus der Verarbeitung liegt dabei auf Holzemballagen und Holzverpackungen, die nach Möglichkeit der aktuellen Altholzrecyclingverordnung als Ersatzbrennstoff ausgewiesen werden können. Für die genannten Altholzfraktionen sollen unterschiedliche Aufbereitungsvarianten für die Verwertung in SynCraft-Anlagen untersucht werden. Im Speziellen handelt es sich dabei um unterschiedliche Hacker- und Schredder Technologien (Aufbereitungslinien für Altholz).

PileCommunication
Laufzeit:
2018 - 2019

ProjektleiterIn:
Sabrina Dumfort, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
René Nußbaumer, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Während der Lagerung von Heu und Holzhackgut kommt es auf Grund von biologischen Abbauprozessen zur Selbsterwärmung, die unter ungünstigen Lagerbedingungen in einer Selbstentzündung resultieren kann. Im Zuge des Projekts PiCo-PileCommunication sollen vorbereitende Untersuchungen zur Entwicklung eines Frühwarnsystems durchgeführt werden, das auf der Analyse der Gaszusammensetzung von Schüttgütern basiert. Entgegen herkömmlicher Rauchmelder soll dieses System bereits vor der eigentlichen Entzündung Alarm schlagen. Im Zuge des Projekts werden die zu Grunde liegenden Mechanismen der Selbstentzündung untersucht und die während dieser Prozesse freigesetzten Gase gemessen. Anhand dieser Laborexperimente können Leitsubstanzen definiert werden, die eine bevorstehende Selbstentzündung signalisieren.

PowerBox - Dezentrale Strom und Wärmeproduktion aus biogenen Reststoffen
Laufzeit:
2009 - 2016

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Dipl.-Ing. (FH) Marcel Bernard Huber

Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann

Johannes Gratzl, BSc MSc

Christoph Franzl

Dipl.-Ing. (FH) Jan Krueger

Marcel Lepuschitz, BSc

Sabrina Dumfort, BSc MSc

Robert Thaler, BSc MSc

Silvia Kostner

Mag. Christina-Maria Gress

Markus Huemer, MSc

Ing. Benedikt Bodner, BSc MSc

Dipl.-Ing. (FH) Georg Kreutner

Lisa-Marie Auer, BSc MSc

Projektbeschreibung:
Die Nutzung alternativer, biogener Rohstoffe, kurz ABR genannt, als Energieträger stellt einen Schlüsselfaktor bei der Umsetzung einer globalen Energiewende dar. Das am MCI 2007 entwickelte, thermochemische Umwandlungverfahren mittels gestufter Schwebebettvergasung bietet optimale, verfahrenstechnische Grundvoraussetzungen um diese Rohstoffe dezentral und effizient in Strom und Wärme überführen zu können. Während Holzhackgut minderer Qualität bereits in der ersten Projektphase zur kommerziellen Reife geführt werden konnte, ist man nun dran, das System für die Verwertung von ABR tauglich zu machen.

Projektpartner:
Thöni
Unternehmenssektor Inland
SCE
Unternehmenssektor Inland
SWS
Unternehmenssektor Inland

Publikationen/Literatur:
Standard 20090809 Diverse Zeitungsartikel 18th Europäische Biomassekonferenz - Lyon 19th Europäische Biomassekonferenz - Berlin Internationale Conference on Polygeneration Strategies - Wien

Josef Ressel Zentrum für die Produktion von Pulveraktivkohle aus kommunalen Reststoffen
Laufzeit:
2020 - 2025

ProjektleiterIn:
Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann

ProjektmitarbeiterInnen:
Jascha Keifenheim, BSc

Dominik Bosch, MSc

Dipl.-Ing. (FH) Marcel Bernard Huber

David Weilguni

René Nußbaumer, BSc, MSc

Dipl.-Ing. (FH) Jan Krueger

David Gurtner, BSc

Dr. rer. nat. Jan Back, BSc MSc

Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

Josef Haselwanter, BSc

Michael Kresta, BSc

Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc

Projektbeschreibung:
Im Rahmen des Projekts soll Pulveraktivkohle aus kommunalen Reststoffen behandelt werden, um eine Funktionalisierung auf spezifische Anwendungen zu erreichen. Ein Ansatz konzentriert sich auf die In-situ-Funktionalisierung: Durch Anpassung der Prozessparameter während der Vergasung werden die Eigenschaften der Pulverkohle geändert werden, um Aktivkohle mit größerer Oberfläche erhalten. Der zweite Ansatz besteht darin, die Eigenschaften der Holzkohle durch Behandlung in einem externen Reaktor mit verschiedenen Methoden wie chemischer Imprägnierung und / oder Dampfbehandlung zu verbessern. Die funktionalisierte Pulveraktivkohle kann in kommunalen Abwasserreinigungsanlagen (ARA's) eingesetzt werden, etwa für die Vorbehandlung hochbelasteter Abwässer, zur Stabilisierung von Faulgasprozessen oder zur Verbesserung der Faulschlamm-Eigenschaften (Entwässerbarkeit). Im Hinblick auf die zu erwartende Einführung einer vierten Reinigungsstufe in ARA's kann die Pulveraktivkohle als Adsorptionsmittel für Medikamentenrückstände und anderen Mikroverunreinigungen im Abwasser verwendet werden.


Projektpartner:
Gemeindewerke Telfs
Unternehmenssektor Inland

Tirol 2050 Speicher - Phase I
Laufzeit:
2020 - 2021

ProjektleiterIn:
Prof. (FH) Dr. techn. Angela Hofmann

ProjektmitarbeiterInnen:
Thomas Hämmerle, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Das Land Tirol hat sich in Übereinstimmung mit internationalen und nationalen Vorgaben zum Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 energieautonom zu werden und im Jahressaldo die im Land benötigte Energie durch heimische Energieträger selbst zu decken. Die "Ressourcen- und Technologieeinsatz-Szenarien Tirol 2050"-Studie zeigt, dass unter Einsatz heimischer Ressourcen und unter Rückgriff auf derzeit und zukünftig zu erwartender Technologien das Energieziel 2050 in Tirol im Jahressaldo erreicht werden kann. Die Studie zeigt drei Grenzwert-Szenarien sowie ein Energiemix-Szenario, welches unter Berücksichtigung eines ausgewogenen Energieträgereinsatzes berechnet wurde. Es hat sich bei allen Szenarien gezeigt, dass Strom der zukünftig wichtigste Energieträger sein wird und seine Bedeutung gegenüber heute ganz wesentlich steigen wird. Zukünftige Energiesysteme mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energieträgern sind jedoch mit der nur bedingt regelbaren Strom- und Wärmeerzeugung durch Solaranlagen (Photovoltaik und Solarthermie), Windenergie und Wasserkraft sowie dem fluktuierenden Bedarf an Strom und Wärme konfrontiert.

Projektpartner:
Stadtwerke Schwaz GmbH
Unternehmenssektor Inland

AFB–Advanced Functionalisation of Biochar - Regionale, nachhaltige Bereitstellung von Aktivkohle als Koppelprodukt eines modernen Holzkraftwerks
Laufzeit:
2018 - 2020

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Michael Kresta, BSc

David Gurtner, BSc

Thomas Hämmerle, BSc, MSc

Dr. rer. nat. Jan Back, BSc MSc

Jascha Keifenheim, BSc

Josef Haselwanter, BSc

Projektbeschreibung:
Die Aktivierung von Kohlen ist per se nichts Neues und wird großindustriell auch durchgeführt. Problematisch dabei sind jedoch die derzeit eingesetzten Tonnagen in den jeweiligen Prozessen. Der Großteil der Kohlen wird anhand von Drehrohröfen mit minimal Durchsätzen von 10.000 t a-1 aktiviert. Da Holzkraftwerke von SYNCRAFT derzeit maximal 400 t a-1 Holzkohle als Nebenprodukt aus regional bezogenem Waldrestholz produzieren, kann die Technologie der Drehrohrofen-Aktivierung aufgrund der hohen spez. Aktivierungskosten nicht angewendet werden. Somit müssen Konzepte entwickelt werden, welche eine ökologische und ökonomische "small scale Aktivierung" erlauben. Ferner kann mit dieser Technologie eine regional regenerativ hergestellte Aktivkohle produziert werden, welche die notwendigen Ressourcen, die meist importiert werden müssen, schont. Zusätzlich sind, laut dem Ithaka Institut, für die Herstellung einer Tonne Aktivkohle 3,5 bis 5 t Steinkohle oder 5 bis 6,5 t Braunkohle notwendig welche im Schnitt ca. 11 - 18 t CO2- Emissionen generieren. Jedoch verlangt der Markt nach einer großen Bandbreite an Aktivkohlen mit unterschiedlichen Spezifikation (BET, BJH, Form, Beschichtungen, …).

TiHoB – Tiroler-Holzkohle-Bindemittel – Regionale, nachhaltige Herstellung von Holzkohle-Briketts und Pellets durch Verwendung eines innovativen Bindemittels
Laufzeit:
2018 - 2020

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Thomas Hämmerle, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Ein primäres Problem energieerzeugender Systeme unter Verwendung von Holz oder Kohle sind die anfallenden Feinstäube und Aschen. Diese zu binden und deren Entsorgung ist aufwendig und kostenintensiv. Wenn überhaupt werden derzeit hochwertige Produkte aus der Nahrungsmittelindustrie wie Zuckerrohr, Kartoffel- oder Maisstärke zur Abbindung eingesetzt. In diesem Projekt soll ein anderer Ansatz gewählt werden. Dabei sollen zu 100 % recycelte Altfette und -öle in Kombination mit Tonmineralien eine Basis zur Komprimierung der Stäube und Aschen geben. Ziel ist die Bindung von Kohlen, Aschen und Stäuben zur Weiterverwendung in der Industrie (Aufkohlen) aber auch bis hin zur Herstellung von lebensmittelkonformen Grillholzkohlen aus Holzkohlen und -Aschen unter Verwendung von recycelten Rohstoffen.

Activated Membrane
Laufzeit:
2020 - 2021

ProjektleiterIn:
Dr. rer. nat. Jan Back, BSc MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Nick Kachelriess, BSc

Projektbeschreibung:
Activated Membrane - Herstellung und Optimierung von Hybrid-Membranen mit eingebetteter Aktivkohle zur Entfernung von Mikroschadstoffen Arzneimittel, industrielle Chemikalien und andere hormonaktive Substanzen können bereits in geringen Konzentrationen im µg bis ng/L Bereich weitreichende Schädigung von Wasserkulturen bis hin zur Unfruchtbarkeit und Verweiblichung ganzer Fischkulturen zur Folge haben. Wenn aus diesen Gewässern Trinkwasser gewonnen wird, sind Schäden für den Menschen nicht auszuschließen. Da derzeitige Abwasserreinigungsanlagen diese Mikro-schadstoffe nicht ausreichend abbauen, wird an verschiedenen Verfahren zur Mikro-schadstoffentfernung geforscht. Dabei gilt die Kombination aus adsorptiven Verfahren mit Membranseparation als besonders vielversprechend. In diesem Projekt soll eine neuartige Kombinationsvariante untersucht werden, bei der Aktivkohle direkt in die Membranmatrix von Phaseninversionsmembranen eingebettet wird und so ein einstufiges Verfahren von Adsorption und Membranfiltration ermöglicht wird. Diese "Activated Membrane" soll zunächst unter Laborbedingungen mit ausgewählten Mikroschadstoffen getestet und optimiert werden, um in weiterer Folge die Trenneffizienz mit Realabwasserproben zu erproben. Weitere wichtige Frage-stellungen sind Regenerierbarkeit der Hybrid-Membran nach der Beladung und die Fouling-eigenschaften. "Activated Membrane" könnte ein aussichtsreiches Konzept zur Elimination von Mikroschadstoffen und letzten endlich zur Reduzierung der Umweltauswirkungen anthro-pogener Abwasserströme darstellen.

Kaltmodel - Simulation und Validierung der Strömungstechnischen Verhältnisse in einem Schwebefestbettreaktor
Laufzeit:
2020 - 2022

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf

ProjektmitarbeiterInnen:
Josef Haselwanter, BSc

Manuel Berger, BSc MSc

Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

Jascha Keifenheim, BSc

Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc

Projektbeschreibung:
Ziel des Projektes ist es, anhand eines Kaltmodels des Schwebefestbettreaktors der SYNCRAFT® effizienter und ökonomischer zu gestalten. Mittels Versuche im Mittel- und Kleinmaßstab können Fehlinvestitionen vorgebeugt werden, da mögliche, in der theoretischen Versuchsentwicklung angefallene Fehler, frühzeitig erkannt werden können. Derzeitige und vor allem zukünftige Betreiber solcher Vergasungs-Anlagen haben ein großes Interesse daran im Bereich des Brennstoffeinsatzes (Holzhackschnitzel unterschiedlicher Qualität, Altholz, strohartige Einsatzstoffe, …) flexibel zu sein. Um dies zu erreichen ist es notwendig Anpassungen am System vorzunehmen, welche sich unter anderem auf den Schwebebettreaktor beziehen. Ferner soll die Basis gelegt werden, um einen definierten Freiheitsgrad zu erarbeiten, mit welchem die Systeme in der Lage sind eine höhere elektrische Leistung zu erzielen.

OptiFaul - Steigerung der Energieeffizienz von Kläranlagen durch eine optimierte Faulraumdurchmischung
Laufzeit:
2019 - 2022

ProjektleiterIn:
FH-Prof. Dr. Michael Meister, MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Dr.-Ing. Martin Pillei, BSc MSc

Dipl.-Ing. (FH) Marc Koch

Thomas Neuner, BSc, MSc

Projektbeschreibung:
Die Projektidee hat die Zielsetzung, den zur Durchmischung von Faultürmen benötigten Energieeintrag zu optimieren. Zum einen besteht ein großes wissenschaftliches Interesse, ein grundlegendes Verständnis über eine effiziente Faulturmdurchmischung aufzubauen. Da die im Faulturm enthaltene wässrige Schlammmasse von den physikalischen Eigenschaften her erheblich von Wasser abweicht, können Erkenntnisse über die effiziente Durchmischung anderer Reaktoren der Abwasserwirtschaft nicht ohne weiteres für die Faulturmdurchmischung herangezogen werden. Das vorliegende Forschungsprojekt zeichnet sich zudem durch die hohe Praxisrelevanz aus, da eine Reduktion des für die Durchmischung aufgewendeten Energieeintrags für die Kläranlagenbetreiber eine direkte Kostenersparnis ermöglicht. Sowohl die Faulturm- und Rührwerks-Konstruktion als auch der laufende Betrieb basieren bis dato auf Erfahrungswerten. Die Durchmischungsstärke kann in der Praxis nicht direkt überwacht werden (Betonschale des Faulturms, Schlammkonsistenz, …) und indirekte Methoden wie Tracermessungen sind aufwendig und kostenintensiv. Daher werden Faultürme im alltäglichen Betrieb "zur Sicherheit" meist wesentlich stärker als notwendig durchmischt. Neben konkreten Vorgaben zum optimalen Betrieb der Faulturmdurchmischung soll das Verbesserungspotential durch den Vergleich mit realen Betriebsdaten von nahe gelegenen Kläranlagenbetreibern aufgezeigt werden. Es ist daher davon auszugehen, dass Kläranlagenbetreiber u.a. im Raum Tirol direkt von den Ergebnissen aus diesem Forschungsprojekt profitieren werden.

EHIL - Einsatz von Holzkohle in der Industriellen Landwirtschaft
Laufzeit:
2019 - 2022

ProjektleiterIn:
Dipl.-Ing. (FH) Benjamin Hupfauf
Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc
Andreas Walter, PhD
Mira Mutschlechner, MSc
Thomas Hämmerle, BSc, MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Thomas Klammsteiner, MSc

Sabrina Dumfort, BSc MSc

Felix Kurzemann, MA

Projektbeschreibung:
Ziel des Projekts ist die praxisnahe Ko-Kompostierung von Holzkohle und die Anwendung dieser Erdenmischung in der industriellen Landwirtschaft. Um dieses Ziel zu erreichen werden im Projekt mehrere Sub-Ziele verfolgt, u.a. Herstellung verschiedener Endrezepturen und Ausbringung ebendieser auf Versuchsflächen, um die Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und chemische sowie mikrobiologische Veränderungen des Bodens betrachten zu können.

HighCon - Erhöhung des Holzkohleumsatzgrades im Vergasungssystem
Laufzeit:
2020 - 2022

ProjektleiterIn:
Thomas Hämmerle, BSc, MSc
René Nußbaumer, BSc, MSc

ProjektmitarbeiterInnen:
Nina Viktoria Schaaf, B.Eng. MSc

David Gurtner, BSc

Michael Kresta, BSc

Projektbeschreibung:
Bei der Technologie der "Vergasung" von Biomasse kann theoretisch ein vollständiger Umsatz des Kohlenstoffs in der Biomasse erreicht werden, welcher jedoch in der Praxis durch die dafür nötigen langen Verweilzeiten technisch und wirtschaftlich nicht zielführend ist. Bei dem von SYNCRAFT® angewendeten Verfahren bleiben ca. 10-15 vol% an Holzkohle zurück. Diese Holzkohle kann ein hochwertiges Produkt sein, welches neben den Hauptprodukten Strom und Wärme erzeugt wird. Gelingt es gezielt und nach Bedarf den Umsatzgrad der "Überschusskohle" zu erhöhen, kann der Wirkungsgrad des gesamten Systems erhöht und somit ein wesentlicher Beitrag zur Gesamtrentabilität geleistet werden. Darüber hinaus ist die Qualität der Holzkohle bei Holzkraftwerken von SYNCRAFT® ein Alleinstellungsmerkmal. Mit den geplanten Maßnahmen zur Erhöhung des Umsatzgrades der Holzkohle im Vergasungssystem, kann einerseits die elektrische Leistung erhöht und andererseits die Qualität der Holzkohle derart gesteigert werden, dass diese zu jeder Zeit EBC Futter Qualität entspricht (< 4mg PAK 16). Ein weiterer Vorteil ist, dass die Erhöhung der elektrischen Leistung und die Steigerung der Holzkohle Qualität bei gleichbleibenden Biomasse Einsatz vollzogen werden soll.


  • B. Hupfauf, T. Hämmerle, M.Lepuschitz (2016). Plant growth tests and the issue of the analysis of PAHs with biochar from gasifier plants. Energy Procedia, 93, 9-13. doi: 10.1016/j.egypro.2016.07.142
  • J. Back, R. Brandstätter, M. Spruck, M. Koch, S. Penner, M. Rupprich. Parameter Screening of PVDF/PVP Multi-Channel Capillary Membranes. Polymers, 2019, 11(3), 463.
  • J. Back, B. Hupfauf, A. Rößler, S. Penner, M. Rupprich. Adsorptive removal of micropollutants from wastewater with floating-fixed-bed gasification char. Journal of Environmental Chemical Engineering, 2020, 8(3), 103757.
  • M. Spruck, W. Stadlmayr, M. Koch, L. Mayr, S. Penner, M. Rupprich. Influence of the coagulation medium on the performance of poly(ether sulfone) flat-sheet membranes. J. Appl. Polym. Sci. 2015, 132, 41645.
  • Meister, Michael; Rauch, Wolfgang (2016): Wastewater treatment modelling with smoothed particle hydrodynamics. In: Environmental Modelling & Software 75, pp. 206 - 211.

  • M. Spruck, J. Back, M. Koch, M. Pillei, PES and PVDF mixed matrix multi-channel capillary membranes for the removal of diclofenac, Oral Presentation at ICOM2020 – 12th International Congress on Membranes and Membrane Processes, 7-11 December 2020, Online
  • J. Back, B. Hupfauf, T. Hämmerle, R. Nussbaumer, A. Hofmann, M. Rupprich, A. Rößler, S. Penner, S. Martini. Industrial Application of Biochar and Charcoal: A Case Study of Gasification Char in Micropollutant Adsorption. Presentation at CEBC - 6th Central European Biomass Conference, Workshop Biochar, 2020, Graz, Austria.
  • Hofmann A., Neuner R., Bekerthy F., Thaler R.: "Modelling low temperature gasification strategies in a floating fixed bed reactor with an ASPEN-Plus-based simulation tool SBR-Sim 3.0", ICREN 2018, Barcelona
  • Meister, Michael (2020): Development and application of smoothed particle hydrodynamics for wastewater treatment and water management. 38th IAHR World Congress (International Association for Hydro-Environment Engineering and Research) - "Water - Connecting the World", Panama, 04. September 2019.
  • T. Hämmerle, B. Hupfauf (2019, September). Effect of co-composted charcoal from gasifier plants on plant growth, nutrient uptake and soil fertility. Presented at ECI Conference Biochar II: Production, Characterization and Applications, Cetraro, Italy