Um aus biologischen Abfällen Energie zu gewinnen, werden sie bislang entweder verbrannt oder in einer Biogasanlage zu brennbaren Gasen vergoren. Durch den hohen Wassergehalt des oft faserigen Materials ist dieser Weg der Energiegewinnung äußerst aufwendig und ineffizient. Das soll das Verfahren von Forschern der Technischen Universität München und der Firma Suncoal ändern: Die Forscher stellen aus den Pflanzenresten eine hochwertige Biokohle her, die in einem zweiten Schritt verbrannt wird. In einem Blockheizkraftwerk entsteht so Strom sowie Wärme.

Vom biogenen Abfall zur Biokohle

Die brandenburgische Firma Suncoal verwertet dabei Bioabfall aus Haushalten, Restmaterial aus Landschaftspflege, Gartenbau und Landwirtschaft und Abfallprodukte der Nahrungsmittelindustrie. Auch Klärschlamm kann mittels der hydrothermalen Carbonisierung (HTC) in eine hochwertige Biokohle umgewandelt werden. Bei dem Verfahren entstehen unter Verwendung von Druck und Hitze zunächst ein torfähnliches und dann ein braunkohleähnliches Produkt.

Das Endprodukt, die Biokohle, hat einen bis zu 70% höheren Heizwert als das Ausgangsmaterial. Die für den Prozess benötigte Energie stammt zum einen aus der HTC selbst. Zum anderen werden 7% vom Energiegehalt des Endprodukts als Fremdenergie zugeführt. Das bei dem Verfahren freigesetzte Wasser wird direkt aufbereitet oder in ein Klärwerk eingespeist. Getrocknet und auf Partikelgrößen von 50 bis 100 Mikrometer zerkleinert, kann die Biokohle zur Herstellung von Brenngas eingesetzt werden.

Von der Biokohle zum heizwertreichen Brenngas

Aus den feinen Kohlepartikeln wird in einem Flugstromvergaser ein Brenngas erzeugt. Es ist ein Mix aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. An der TU München wurde ein Flugstromvergaser entwickelt, mit dem es auch möglich ist, höhere Kohlenwasserstoffverbindungen wie Teere aufzubrechen. Da das so entstandene Brenngas weitgehend teerfrei ist, weist es zwei Vorteile gegenüber teerhaltigeren Gasen aus konventionellen Verfahren auf: Erstens ist es energieeffizienter, zweitens werden so Wartungsarbeiten reduziert und die Lebensdauer von Geräten verlängert. Das heizwertreiche Brenngas ist für den Antrieb eines Blockheizkraftwerks (BHKW) mit einem Gasmotor geeignet.

Das Verfahren wurde bereits im Technikumsmaßstab erfolgreich erprobt. Durch eine weitgehende Automatisierung der HTC-Anlage und des Vergasungskraftwerks sowie die Nutzung der Abwärme soll das Verfahren zukünftig wirtschaftlich betrieben werden können. Die Projektpartner wurden in der Entwicklung durch das Bundeswirtschaftsministerium unterstützt.

bp