Biogene Reststoffe

Wie lässt sich feuchte Biomasse energetisch verwerten? Möglicherweise mit einem Verfahren, das Forscher erfolgreich getestet haben. Der kombinierte Prozess eigne sich insbesondere für Abfälle mit hohem Feuchtegehalt und inhomogener Zusammensetzung, heißt es.

Kohlekraftwerk-Technologie für Biomasse


Biogene Reststoffe machen Experten zufolge zwischen 47 und 62 Prozent des energetischen Gesamtpotenzials der Biomassen hierzulande aus. Allerdings sind Bio- und Grünabfälle, Durchforstungsholz, Stroh oder Landschaftspflegematerial aufgrund ihres Wassergehalts und unterschiedlicher Zusammensetzung schwierig zu verwerten. Forscher der TU München haben daher ein neues Verfahren entwickelt, um das Material zu hochwertigem Brenngas aufzubereiten.

Dabei kombinieren sie die hydrothermale Karbonisierung (HTC) mit einem speziell für Kleinanlagen entwickelten Flugstromvergaser. Die Vergaser-Technologie wird großtechnisch üblicherweise in Kohlekraftwerken eingesetzt. Das neue Konzept ist innerhalb des Projekts FLUHKE entstanden und wurde vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert.

Biomasse zu Biokohle zu Brenngas

Bei dem Verfahren müssen zunächst die biogenen Reststoffe auf maximal 60 Millimeter zerkleinert und von Störstoffen wie Gestein, Metall oder Plastik befreit werden. Anschließend wird das Material in einem ersten Schritt per HTC (220 Grad Celsius, Druck von 25 bar) aufgeschlossen. Nach sechs Stunden liegen braunkohleartige Produkte vor. Bei diesem ersten Verfahrensteil kooperieren die Münchner mit dem Unternehmen Suncoal aus Ludwigsfelde, die mit ihrer Anlage aus 60.000 Tonnen Biomasse-Input jährlich etwa 17.600 Tonnen Biokohle gewinnen können.

In einem zweiten Schritt wird die erzeugte Biokohle (Wassergehalt fünf Prozent) auf mittlere Partikelgrößen von 50 bis 100 Mikrometer gemahlen. Die feingemahlene Kohle wird mittels eines 100 Kilowatt-Flugstromvergasers bei Temperaturen von bis zu 1.300 Grad Celsius in ein weitestgehend teerfreies sowie kohlenmonoxid- und wasserstoffhaltiges Brenngas umgewandelt. Dieses geht zu guter Letzt in ein Gasmotor-Blockheizkraftwerk.

Großtechnische Umsetzung geplant

Das Verfahren läuft bislang erfolgreich im Technikumsmaßstab. Geplant ist den Forschern zufolge die großtechnische Umsetzung des Anlagenkonzepts. Das energetische Biomassepotenzial sei vorhanden. Aktuell wird zwar fast die Hälfte der forstwirtschaftlichen Biomasse energetisch genutzt. Bei Bio- und Grünabfällen werden dagegen nur fünf bis zehn Prozent, bei Stroh weniger als ein Prozent einer energetischen Nutzung zugeführt.

Um den Prozess wirtschaftlich betreiben zu können, gibt es allerdings noch einiges zu tun. Die HTC-Anlage sowie das Vergasungskraftwerk müssen dafür weitgehend automatisiert werden, erklären die Wissenschaftler. Darüber hinaus sollte auch die Abwärme genutzt werden.

Bislang rechnen die Wissenschaftler ohne Erlöse aus dem Wärmeverkauf mit Stromkosten von 12,6 bis 19,5 Cent pro Kilowattstunde bei einem Preis für Biokohle von 30,20 Euro je Megawattstunde und abhängig von der Anlagengröße. Sie wollen nun verschiedene Einsatzszenarien für die Technologiekombination identifizieren.

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