Arbeitspakete
Für die praktische Umsetzung und die Erreichung der angestrebten Projektziele, wurde das HeRoTogo Projekt in 5 Arbeitspakete untergliedert. Diese teilen sich auf 4 zeitlich parallele technische Arbeitspakete und ein zusammenführendes fünftes Arbeitspaket auf. Die technischen Arbeitspakete bilden dabei unter anderem die Datenbasis für das fünfte Arbeitspaket, in welchem die Erstellung der Roadmap abgebildet wird. Die Gliederung ergibt sich daher wie folgt:
Arbeitspaket 1: Demonstration und Analyse der vollständig lokalen Produktion des APELI Kochers
In Arbeitspaket 1 steht die vollständig lokale Produktion des vom DBFZ und für Togo entwickelten APELI Biomassekochers im Vordergrund. Dafür soll an mindestens zwei Standorten eine Produktion unter möglichst realen Bedingungen aufgebaut werden. An diesen soll sowohl die gesamte Herstellungs-, Wartungs- und Vertriebsstruktur hinsichtlich einer zukünftigen Massenproduktion getestet und evaluiert werden, als auch eine weitere technische Optimierung der Produktion auf Basis praktischer Erfahrung und Expertise der Produzenten erfolgen. Auf dieser Datenbasis soll abschließend ein robustes Geschäftsmodel für die Massenproduktion des APELI Biomassekochers generiert werden. Weiterhin sollen mögliche Hemmnisse identifiziert werden, welche bei einer Abschwächung oder gänzlichen Beseitigung (z.B. durch Zusammenarbeit mit staatlichen Akteuren) zu einer leichteren und schnelleren Marktdurchdringung führen könnten.
Krüger, D.; Mutlu, Ö. The Apeli: An Affordable, Low-Emission and Fuel-Flexible Tier 4 Advanced Biomass Cookstove. Energies 2023, 16, 3278. doi.org/10.3390/en16073278
Arbeitspaket 2: Demonstration und Analyse lokaler und nachhaltiger Brennstofferzeugung für fortschrittliche Biomassekocher
Der APELI Biomassekocher ist sehr effizient und emissionsarm im Betrieb, benötigt dafür jedoch möglichst gut definierte Brennstoffe - auch um eine gleichbleibende Nutzer*innenfreundlichkeit zu garantieren. In Arbeitspaket 2 sollen daher verschiedene Brennstoffe aus verfügbaren lokalen Reststoffen in größerem Umfang lokal produziert und in den gefertigten APELI Biomassekochern genutzt werden. Dabei soll die Produktion je nach Standort und verfügbaren Biomassen sowohl rein mechanisch unter Nutzung von manuell betriebenen Maschinen für die dezentrale Brennstofferzeugung, als auch automatisiert für die zentrale Brennstofferzeugung erfolgen. Die verschiedenen Brennstoffe sollen konkurierend am Markt getestet und von der Zielgruppe in Bezug auf Eignung und Preis evaluiert werden.
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Arbeitspaket 3: Entwicklung und Feldtest eines emissionsarmen pyrolytischen Off-Grid Hochtemperaturbrenners zur Herstellung von keramischen Elementen
Der Korpus des APELI Biomassekochers ist aus einer Keramik gefertigt, welche bei entsprechend hohen Temperaturen vor Ort gebrannt werden muss. Bisher werden in Togo zum Brennen von Keramik große, ineffiziente Brennöfen eingesetzt, welche ebenso große Mengen Holz als Brennstoff verbrauchen. Arbeitspaket 3 zielt daher auf die Entwicklung, den Test und die Prozessintegration eines emissionsarmen pyrolytischen Hochtemperaturbrenners zur lokalen Herstellung dieser keramischen Elemente ab. Der Hochtemperaturbrenner soll ebenfalls wie der APELI mit vorhandenen Biomassereststoffen betrieben werden. Neben der effizienten und emissionsarmen Erzeugung entsprechend hoher Temperaturen ist unterstützend auch die Entwicklung von günstigen Isoliermaterialien auf keramischer Basis und aus lokalen Rohstoffen Teil des Arbeitspaketes.
Da der für diesen Zweck benötigte Brenner eine gewisse Leistung erreichen muss, steht er stellvertretend für die gesamte nachhaltige, gewerbliche Wärmeerzeugung, welche gewöhnlicherweise deutlich niedrigere Temperaturniveus bedient (z.B. kochen, backen, rösten, trocknen usw.).
Arbeitspaket 4: Demonstration und Analyse eines Pfades zur Biokohlenbrikettherstellung
Ein Großteil der Kochenergie in Togo wird derzeit in Form von Holzkohle zur Verfügung gestellt. Die Herstellung basiert dabei vornehmlich auf nicht nachhaltigem Holzeinschlag sowie ineffizienten Verkohlungstechniken mit geringen Ausbeuten und hohen Emissionen. In Arbeitspaket 4 soll daher eine Anlage zur kombinierten Biokohlenproduktion und Brikettierung für die Brennstofferzeugung entwickelt und vor Ort erprobt werden. Als Eingangsstoffe sollen derzeit ungenutzte lokale Biomassereststoffströme herangezogen werden. Das Ziel ist die möglichst umfangreiche Substitution von Holzkohle durch eine nachhaltige Produktion von Biokohlebrennstoffen. Die erzeugten Brennstoffe sollen im Rahmen der Projektdurchführung von den Nutzern in Bezug auf Eignung und Preis evaluiert werden. Mit Blick auf die Entwicklung eines Businessmodels soll auch der Anlagenbetrieb vollumfänglich analysiert und fortwährend optimiert werden.
Arbeitspaket 5: Erstellung einer Roadmap zur nachhaltigen Wärmenutzungs mittels Biomasse in Togo
Arbeitspaket 5 führt die Erkenntnisse der 4 technischen Arbeitspakete aus z.B. Umfragen, Studien, Bachelor- oder Masterarbeiten zusammen. Auf Basis dieser Eingangsdaten und der getesteten Technologien soll eine Roadmap entwickelt werden, welche nachhaltige Lösungsansätze für die lokale Biomassenutzung in der Wärmeerzeugung darstellt. Dabei soll ein besonderer Fokus auf die häusliche Wärmeerzeugung zur Speisezubereitung und den gewerblichen Bereich zur Bereitstellung von Prozesswärme unterschiedlicher Anwendungen gelegt werden.