11.07.2013
Hydrothermale Carbonisierung als Schlüsselprozess für eine effiziente energetische Nutzung
Andreas Clemens , Dr. Marco Klemm , DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH
Falko Kietzmann , Hallesche Wasser und Stadtwirtschaft GmbH
Wohin mit biogenen Rest- und Abfallstoffen?
Biomasse ist eine wertvolle Ressource innerhalb eines erneuerbaren Energiesystems. Für Biomassearten wie naturbelassenes Holz besteht bereits eine starke Rohstoffkonkurrenzsituation. Dagegen wurden 2010 nach Angaben des Statistischen Bundesamtes in Deutschland 8,73 Millionen Tonnen biogene Haushaltsabfälle erfasst und nur 1,6 % energetisch genutzt. Sind Haushaltsabfälle als klimafreundliche Alternative für Braunkohle geeignet? In Halle an der Saale entsteht derzeit eine Anlage, die biogene Reststoffe durch den Prozess der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) in einen Biobrennstoff umwandelt. Wissenschaftler des Deutschen Biomasseforschungszentrums gemeinnützige GmbH (DBFZ) in Leipzig begleiten in enger Kooperation die Hallesche Wasser und Stadtwirtschaft GmbH (HWS) / Stadtwerke Halle bei der Errichtung dieser Anlage. Umfangreiche Laboruntersuchungen und Vor-Ort-Messungen, sind notwendig, um den Prozess zu optimieren.
HTC unter Einsatz biogener Reststoffe
Die HTC ist ein thermochemischer Konversionsprozess, der unter Druck in heißem Wasser als Reaktionsmedium stattfindet. Nach einer Vorwärmung erfolgt ein teilweiser bis vollständiger Abbau der Biomassepolymere zu kleineren Bausteinen, etwa den Monomeren. Ausgehend von dieser Zwischenstufe erfolgt unter Bildung von Wasser ein Wiederaufbau langer Kohlenstoffketten. Die HTC führt infolgedessen zu einer Kohlenstoffanreicherung in der Feststoffphase und zu einer Änderung der inneren Struktur. Aus diesem Grund wird die HTC auch als künstliche Inkohlung bezeichnet. Die HTC arbeitet mit einer Temperatur von 180 bis 250 °C und einem Druck von 10 bis 40 bar. Die Reaktionsdauer beträgt mehrere Stunden.
Als Produkt entsteht eine HTC-Kohle, die mit ihren chemischen und brennstofftechnischen Eigenschaften zwischen jenen von Holz und Braunkohle liegt. Die entwässerte und getrocknete HTC-Kohle bietet somit die Möglichkeit, Braunkohle zu ersetzen ohne Veränderungen beispielsweise an der Verbrennungstechnik, vornehmen zu müssen.