Plasmabrenner für industrielle Anwendungen
Das PLATIA-Projekt („Plasma Torch for Industrial Applications“) ist ein von der FFG im Rahmen von Energieforschung 2024 / FTI-Fokusinitiativen gefördertes Forschungsprojekt. Es ist am 1. Jänner 2026 gestartet und läuft bis 31. Dezember 2028. Ziel des Projekts ist es, eine plasma-basierte, CO₂-freie und ressourcenschonende Beheizungstechnologie für industrielle Hochtemperaturprozesse weiterzuentwickeln und von TRL 3 auf TRL 5 zu heben. Im Fokus stehen die Steigerung der Energieeffizienz, die Senkung der Endenergiekosten sowie die industrielle Validierung der Technologie durch Simulationen und einen 1-MW-Brennerprüfstand. Koordiniert wird das Projekt vom AIT Austrian Institute of Technology GmbH; weitere Projektpartner sind Thermal Processing Solutions GmbH und die FH JOANNEUM GmbH.
Projektziele
Ein zentrales Ziel des Projekts ist die Auslegung eines Brenners nach dem Prinzip des induktiv gekoppelten Plasmas (ICP) mit einer Leistung von 1 MW sowie dessen experimentelle Erprobung im Labor. Darüber hinaus soll durch die Entwicklung und Validierung eines geeigneten numerischen Modells die Grundlage für die Integration in einen realen Ofen geschaffen werden. Dies bildet zugleich die Basis für weiterführende technoökonomische Bewertungen.
Projektdetailziele:
- Design eines ICP-Brenners mit einer homogener Wärmeverteilung
- Validierte CFD-Simulationsmodelle für Stickstoffplasma
- Reduced-Order-Model (ROM) für CFD-Simulationsmodelle großer Öfen
- Techno ökonomische Bewertung industrielle Anwendungen
- Entwicklung innovativer Leistungselektronik (SiC Powerstack)
INNOVATIONSGEHALT UND ANGESTREBTE ERGEBNISSE
Das PLATIA-Konsortium entwickelt eine mit grünem Strom betreibbare Retrofitlösung für gasbetriebene Industrieöfen, welche eine vielversprechende Lösung für die Herausforderungen der Energiewende in Europa darstellt. Im Rahmen des Projekts soll weltweit erstmals im Labormaßstab der Nachweis erbracht werden, dass mit einem ICP-Brenner höhere Leistungen im Bereich von 1 MW sowie relevante Prozessparameter, insbesondere eine homogene Wärmeverteilung, erreicht werden können. Darüber hinaus soll die Skalier- und Anwendbarkeit von SiC-Power-Stacks als Herzstück der Leistungselektronik nachgewiesen werden. Durch eine optimierte Auslegung und den Einsatz von Wasserkühlung soll die Neuentwicklung die Verluste um 50 % reduzieren. Die geplanten simulationsgestützten F&E-Arbeiten zu den Möglichkeiten der Integration der neuen Technologie in bestehende Produktionsprozesse sowie zur Ableitung von Anforderungen an ein zukünftiges Energiesystem dienen als Vorbereitung für etwaige nachfolgende Projekte der experimentellen Entwicklung.
Rolle des AIT
Das AIT übernimmt die Projektleitung und bringt seine Expertise in den Bereichen numerische Strömungssimulation (CFD), Hochtemperaturmesstechnik, Prozessverständnis sowie technoökonomische Analyse in das Projekt ein.
Förderung
Dieses Projekt wird durch die FFG aus Mitteln des BIMI Bundesministeriums für Innovation, Mobilität und Infrastruktur und des Klima- und Energiefonds im Rahmen der Energieforschung 2024 FTI -Fokusinitiativen gefördert.
