energetische verwertung von biokohle

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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



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



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



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



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



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


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

6




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:



Brennwertsteigerung

Die Brennwertsteige-

rungen gegenüber den

Ausgangsmaterialien

gehen aus der Tabelle

hervor:



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.



Ascheschmelzverhalten anderer Biomassen

Durch Änderung der Carbonisierungszeiten und Carbonisierungstemperaturen kann

das Ascheschmelzverhalten wesentlich beeinflusst werden.



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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CO

2-E

mis

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n



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


In eigener Sache:


Zur Kontaktaufnahmen wenden Sie sich bitte an einen der Vorstandsmitglieder

Kontaktinformationen

www.bv-htc.de

Klaus Serfass:

1. Vorsitzender

[email protected]

Tel. 0160 - 7807831

Julian Schwark:

Vorstand Öffentlichkeitsarbeit

[email protected]

Tel.: 0151 – 58835784

Weitere Vorstände finden Sie auf unserer Homepage


http://www.bv-htc.de/



mailto:[email protected]



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