Weil biogene Brennstoffe speicherbar sind und fluktuierende Solar- und Windenergie damit ideal ergänzen, nimmt die Bioenergie eine wichtige Rolle beim Wandel zu einer nachhaltigen Energieversorgung ein. Holz und andere Biomasse kann zudem auch für Prozesswärme bei hohen Temperaturen genutzt und damit fossile Energieträger in der Industrie ersetzen. Die Forschungsgruppe Bioenergie der Hochschule Luzern – Technik & Architektur befasst sich deshalb mit der Entwicklung und Anwendung von Verbrennungskonzepten, die eine maximale Substitution fossiler Energien durch Biomasse zur Wärme- und Stromproduktion ermöglichen und gleichzeitig sehr niedrige Schadstoffemissionen verursachen. Als zusätzlicher Schwerpunkt werden Feuerungskonzepte für aschereiche Rückstände untersucht, deren Verbrennung hohe Anforderungen verursacht und deren Nutzung das Potenzial der biogenen Energieträger deutlich vergrössert.
Im Projekt SCCER Biosweet werden dazu optimierte Verbrennungstechniken entwickelt und Massnahmen zur effizienten Einbindung biogener Systeme in die Energieversorgung evaluiert. Dazu kommen theoretische Berechnungen und Prozessmodellierungen zum Einsatz, etwa eine physikalisch-chemische Modellierung der Feststoffumwandlung, die aerodynamische Optimierung von Brennräumen oder die Modellierung der Staubabscheidung in Elektroabscheidern. Die theoretischen Arbeiten werden mit experimentellen Untersuchungen vertieft. Diese umfassen Strömungsmessungen an Feuerungsmodellen mit Lasertechnik, die Messung von Zwischenprodukten im Feuerraum von Prototypanlagen sowie die Analyse von Abgasen und Feinstaubkonzentrationen im Kamin in Versuchs- und Demonstrationsanlagen. Um optimale Anwendungen der Bioenergie sicherzustellen werden die Energieketten über den ganzen Lebenszyklus bewertet und mit techno-ökonomischen Analysen die wirtschaftlichsten Varianten identifiziert. Nebst der Wärmeversorgung von Gebäuden, für die auch Umgebungswärme genutzt werden kann, werden für Biomasse insbesondere auch energetisch hochwertige Anwendungen mit hoher Ausnutzung der Exergie, wie insbesondere Prozesswärme und Wärme-Kraft-Kopplung (WKK), untersucht.
