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Biokohle im Blick – Herstellung, Einsatz und Bewertung
Energetische Verwertung von Biokohle
73. Symposium des ANS e.V. Berlin, 19. September 2012
Klaus Serfass
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Gründung des Verbands im Sommer 2011 Zu den Mitgliedern zählen alle relevanten Anlagenhersteller
Übersicht zu den institutionellen Mitgliedern des BV-HTC
Anlagenhersteller Wissenschaft Sonstige
AVA-CO2 Schweiz CS carbonSolutions Grenol Ingelia SunCoal Industries TerraNova Energy
ANS Be-coal Prof. Dr. M. Antonietti P. Brinkhege eurosolid energy Ingenieurbüro Serfass J. Schwark A. Spantig Total Systematix Veolia Wasser
KIT THM FH Trier ZHAW
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Die aktuellen Arbeitsschwerpunkte des Verbands liegen in den Bereichen Brennstoffzulassung und -förderung
Aktuelle Arbeitsschwerpunkte des BV-HTC
1. Brennstoffzulassung und –normierung (dazu durch einzelne Verbandsmitglieder ZIM-NEMO Netzwerkprojekt „Ko-Verbrennung“ mit ttz Bremerhaven initiiert; geplanter Projektstart Juli 2012)
2. Allgemeingültige Klärung der „End-of-waste“-Eigenschaft von Biokohle aus Grün- und Bioabfällen nach der Veredelung
3. Nachweis der ökologischen Vorteilhaftigkeit der Verwertung biogener Reststoffe zu Biokohle ggü. konventionellen Verwertungswegen (Kompostierung, etc.) mit Unterstützung einer renommierten wissenschaftlich-technischen Einrichtung
4. Erarbeitung von Vorschlägen zur Förderung der energetischen Nutzung von Biokohle
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Wissenschaftliche Entdeckung des Carbonisierungsvorgangs
Wegpunkte der Carbonisierung:
1913 beschrieb der Chemiker Friedrich Bergius die Hydrothermale Carbonisierung
2006 erschienen verschiedene wissenschaftliche Publikationen zur Hydrothermale Carbonisierung
2007 vergab die Deutsche Bundesstiftung Umwelt, DBU, drei Forschungsaufträge um dieses Verfahren auf seine industrielle Umsetzbarkeit zu prüfen
ab 2007 Initiierung verschiedener Entwicklungsprojekte und Unternehmensgründungen mit dem Ziel die HTC in die industrielle Nutzung zu überführen inkl. der Errichtung und dem Betrieb von HTC-Pilotanlagen
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Die Eigenschaften von Biomasse können mittels Carbonisierung für den Einsatz verbessert werden
Vorteile der Carbonisierung:
Energetisch bisher nicht nutzbarer Biomasse wird durch die Carabonisierung veredelt:
Reduzierung von Schwefel und Stickstoff
Verbesserung des Ascheschmelzverhaltens
Herstellung eines lagerfähigen Produktes
durch die Erhöhung der Energiedichte ein transportwürdiges Produkt
Neutrale CO2 Abgabe bei der Verbrennung der Pflanzenkohle
Stabilisierung der Biomasse zum Einsatz in Böden und Kultursubstraten unter Bindung des C, was zur Reduzierung der CO2-Emissionen führt
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Die hydrothermalen Karbonisierung (HTC) ist ein Verfahren zur Veredelung von Biomasse zu Biokohle Grundlageninformationen
Umsetzung von organischer Substanz in ein torf- oder kohleähnliches Produkt
Zeitraum zur Herstellung:
in der Natur etwa 4 Mio. Jahre
technisch in etwa 4 Stunden
Verwendung von feuchter bis nasser Biomasse im Prozess möglich
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Überblick der Stoffströme im HTC-Verfahren
HTC
Biokohle
- steinkohleartig - braunkohleartig
Bodenverbesserer Torf
Flüssige Intermediate
Produkte Ausgangsstoffe
Grünschnitt
Bioabfälle
Gärrückstände
Klärschlamm
Holzreste
(org.) Produktions- ausschüsse
Energiepflanzen
Prozessluft
1 2
Prozesswasser
t
Einsatzmöglichkeiten der Carbonisierungsprodukte
Durch Einstellung der Prozessparameter können die Eigenschaften des Produktes festgelegt werden
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Durch die Carbonisierung wird der Energieinhalt des Materials erhöht Zusammensetzung von Carbonisierungsprodukten
Die Umwandlung eines Eduktes (z.B. Stroh oder
Rindenmulch) führt zu einer Biokohlenmenge, die ca.
20% - 35% geringer ist als die Ausgangsmenge
Aufgrund des höher konzentrierten Kohlenstoffs enthält
diese geringere Menge Biokohle jedoch einen sehr hohen
Energiegehalt
1%
1%
Bsp. Rindenmulch
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
Rindenmulch Biokohle
C-Gehalt H-Gehalt O-Gehalt A-Gehalt N-Gehalt
6%
4%
42%
32%
6% 5%
45%
58%
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Die Produkte der HTC können sowohl als Energieträger wie auch als Bodenverbesserer genutzt werden Einsatzmöglichkeiten der Carbonisierungsprodukte
Im Energie- und Wärmemarkt
Kraftwerke
Heizkraftwerke
Großfeuerungsanlagen Industrie Endverbraucher
Stadtwerke
Prozesswärme Hausbrand
Mitkompostierung
Nachträgliche Einbringung in Böden, die:
Nährstoffarm,
stark verdichtet,
arm an Bodenkohlenstoff
oder arm an Wasser sind
Vermischung mit Nährstoffen
Als Bodenverbesserer
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Eigenschaften der Biokohle
Brennwerte
Durch die Hydrothermale
Carbonisierung wird eine
Brennwertsteigerung in der
Biokohle erreicht, so dass
die Brennwerte weit über
denen von Holz, aber auch
von Braunkohle liegen.
Sh. Tabelle:
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Brennwertsteigerung
Die Brennwertsteige-
rungen gegenüber den
Ausgangsmaterialien
gehen aus der Tabelle
hervor:
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Ascheschmelzverhalten
Quelle:
Qualitätsanforderungen an halmgutartige Bioenergieträger hinsichtlich der energetischen Verwertung
Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
Beispielhaft wird das
Ascheschmelzverhalten in
der Tabelle mit Biokohlen
aus halmgutartigen
Biomassen dargestellt.
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Ascheschmelzverhalten anderer Biomassen
Durch Änderung der Carbonisierungszeiten und Carbonisierungstemperaturen kann
das Ascheschmelzverhalten wesentlich beeinflusst werden.
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Fazit:
Durch die Hydrothermale Carbonisierung gelingt es, einen vormals nicht oder
Nur schwer nutzbaren Stoff in einen konditionierten, lagerstabilen und gut
nutzbaren Brennstoff zu überführen.
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Biokohle ist CO2-neutral und schont somit unsere Umwelt
Stoffkreislauf
Biomasse
Carbonisierung
carbonisierte Biomasse Verwendung als Biokohle bzw. Bodenverbesserer
Substitution fossiler Energieträger
Re
du
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g v
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CO
2-E
mis
sio
ne
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Der Verband freut sich über die Aufnahme weiterer an dem Thema interessierter Einrichtungen und Personen
Mitgliedschaft und Beitragsmodalitäten beim BV-HTC
Download Beitrittserklärung unter: http://www.bv-htc.de/ordnung.php
Aktuelle Mitgliedsbeiträge
Vollmitglied Firmen: Jahresbeitrag 2.000,00 EUR
Vollmitglied öffentliche Institute: Jahresbeitrag 500,00 EUR
Fördermitglied: Jahresbeitrag 50,00 EUR
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In eigener Sache:
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Zur Kontaktaufnahmen wenden Sie sich bitte an einen der Vorstandsmitglieder
Kontaktinformationen
www.bv-htc.de
Klaus Serfass:
1. Vorsitzender
Tel. 0160 - 7807831
Julian Schwark:
Vorstand Öffentlichkeitsarbeit
Tel.: 0151 – 58835784
Weitere Vorstände finden Sie auf unserer Homepage
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