Die Erzeugung von einspeisefähigem synthetischem Erdgas (engl. SNG, „synthetic natural gas“) aus erneuerbaren Festbrennstoffen wie Rest- und Abfallstoffen ist ein vielversprechender Ansatz zur Reduktion der CO₂-Intensität im österreichischen Industrie- und Energiesektor. Die Zweibettwirbelschicht-Gaserzeugungstechnologie mit anschließender SNG-Synthese wurde bereits demonstriert. Dabei wurden einige Schwachstellen aufgezeigt, wodurch die Technologie am Markt ihr Potential noch nicht ausschöpfen konnte. Unter anderem wurde die ganzheitliche Prozessoptimierung, die Entwicklung eines holistischen Regelungs- und Automatisierungskonzepts und das Potential der Digitalisierung der Technologie unzureichend erforscht.

Ziel von ADORe-SNG ist es daher diese Forschungslücken durch fachübergreifende Forschung und Zusammenarbeit zu schließen. Dadurch soll eine Kostenreduktion des Prozesses bei gleichbleibend hoher Qualität ermöglicht werden.

Digital Twinning und Augmented Realty

Die Forschungsgruppe Industrieanlagendesign und Anwendung digitaler Methoden hat im Projekt ADORe-SNG ihr Prozesswissen eingebracht, die verfahrenstechnische Entwicklung betreut und war für die Schaffung der Datengrundlage verantwortlich. Die modellprädiktive Regelung (MPC), die Softsensoren, sowie die online-Simulation zum Prozessmonitoring sind physisch im Technikum der TU Wien an den Pilotanlagen der Forschungsgruppe umgesetzt und wurden dort getestet.

Durch die entstandene Automatisierungs-, und Digitalisierungsinfrastruktur steht nun, zusammen mit der DFB-Pilotanlage und der SNG-Prozesskette, eine einzigartige Entwicklungsumgebung bestehend aus physischer Anlage und Digital Twin zur Verfügung. Der Digital Twin kann zukünftig für die weitere Optimierung der Technologie und als Unterstützung bei der Planung und dem Betrieb von Großanlagen dienen. Anlagenfahrer können eingeschult und beim Betrieb entlastet werden und eine Augmented-Reality-HoloLens-Tour eröffnet die Möglichkeit die Technologie einer breiteren Öffentlichkeit vorzustellen.

Unsere Highlights aus dem Projekt ADORe-SNG

• Mit den eingesetzten Tools konnte eine Wirkungsgradsteigerung der SNG-Produktion bei gleichzeitigem Ausgleich von Schwankungen in der Brennstoffqualität und der Produktgasmenge erreicht werden.
• Der eingesetzte Softsensor ermöglicht zudem eine online-Prädiktion des Wassergehalts im Produktgas – eine Prozessgröße welche bis dato nur offline und punktuell zur Verfügung stand.
• Ein Digital Twin unterstützt zusätzlich die Anlagenfahrer_innen durch Prozessvisualisierungen und Übernahme von regelungstechnischen Aufgaben, wodurch Prozessoptimierungen greifbarer werden.
• Die Anwendung von Augmented Reality (HoloLens) demonstrierte die Anwendung von Remote Assist im Zuge von Wartungsarbeiten und ermöglicht eine Wissensvermittlung der SNG-Technologie über eine geführte HoloLens-Tour.