Röst-Pellets ersetzen Kohle

19. Dezember 2011

 

Torrefizierte Biomasse verfügt über eine höhere Energiedichte als Holzpellets, ist robuster, mobiler und wird als Kohlesubstrat der Zukunft gehandelt. Noch heuer wird die erste österreichische Anlage am Standort Frohnleiten verwirklicht.Was haben Kaffeebohnen und Holz gemeinsam?Sie werden bei 250° C geröstet, um deren Wert und Wirkung zu verbessern. Die aus der Kaffeeproduktion bekannte Torrefikation kann nämlich […]


 

Torrefizierte Biomasse verfügt über eine höhere Energiedichte als Holzpellets, ist robuster, mobiler und wird als Kohlesubstrat der Zukunft gehandelt. Noch heuer wird die erste österreichische Anlage am Standort Frohnleiten verwirklicht.

Was haben Kaffeebohnen und Holz gemeinsam?
Sie werden bei 250° C geröstet, um deren Wert und Wirkung zu verbessern. Die aus der Kaffeeproduktion bekannte Torrefikation kann nämlich auch zur thermischen Veredelung von Biomasse verwendet werden. Die dabei gewonnene „Accelerated Carbonised Biomass” (ACB) wird mittlerweile als Schlüsseltechnologie im Bereich fester Brennstoffe gehandelt. „Wir sehen in der Torrefikation die Chance, Holz und andere Biomasseformen zu einem industriellen Brennstoff zu verarbeiten, der mit Kohle mithält“, stellt Wolfgang Moser, Leiter der ACB-Sparte der Andritz AG, die Ansprüche klar.

Versuchsanlage in Frohnleiten
Andritz errichtet nun in Frohnleiten gemeinsam mit Polytechnik eine Versuchsanlage zur Torrefikation von Biomasse. Was zwei Jahre lang wissenschaftlich erforscht wurde, soll nun im großen Maßstab funktionieren – Investitionsvolumen: über 5 Mio. Euro. „Noch heuer wollen wir erste Mengen produzieren“, erklärt Moser. Auch in Skandinavien, den Niederlanden oder in den USA wurden Demoanlagen errichtet, industriell ernst zu nehmende Kontingente bis dato aber noch keine erzeugt. „Es läuft ein globales Wettrennen um die erste substanzielle, konstante Massenproduktion von torrefizierter Biomasse“, sagt Moser. Bis Anfang 2013 wird im Werk in Frohnleiten an Verarbeitungstechniken und Produktionsmengen gefeilt. Dann soll der Regelbetrieb starten.

90 % Energie, 70 % Menge
Noch aber ist der komplexe Aufbereitungsprozess nicht auf die Produktion großer Mengen abgestimmt. Im Torrefikationsprozess werden die Faserstrukturen der holzartigen Materialien durch „Rösten“ aufgebrochen. In einem thermochemischen Spaltprozess wird Biomasse dabei vorgetrocknet, aufgeheizt und teilweise zersetzt. In der Regel wird das Verfahren zwischen 250 und 400° C angewendet. Durch die Torrefikation wird im Material letztlich ein stabiler Wassergehalt von nur 3 % erreicht. Die Masse wird um rund 30 % verringert, während der Energiegehalt nur um etwa 10 % abnimmt und Rauchgas erzeugende Stoffe entfernt werden. „Am Ende erhalten wir 90 % der Energie auf 70 % der Menge“, so Moser. Die Verdichtung sei wesentlich für den Transport und für die effiziente Verwertung in Kohlekraftwerken.

Dichter und fast unverwüstlich
Schon heute werden Kohlekraftwerken biogene Stoffe beigefeuert, die jedoch meist die Anlageneffizienz minimieren. ACB-Pellets könnten Kohle aber komplett ersetzen. „Torrefizierte Biomasse kann hier in derselben Schiene ohne nennenswerte Leistungsabfälle verwertet werden“, sagt Moser. Der Heizwert des schwarzen, krümeligen Produkts liegt bei 19,9 bis 22,7 MJ/kg (Holz hat 10,5 bis 17,7 MJ/kg). Nach dem „Röst”-Prozess kann das fertige Material in Pellets oder Briketts gepresst werden. Ein weiterer Vorteil des schwarzen Pulvers liegt in der Unempfindlichkeit und Widerstandsfähigkeit. „Ähnlich wie Kohle nehmen torrefizierte Pellets keine Feuchtigkeit auf“, weiß Martin Wellacher von der Komptech GmbH. Die neuen Presslinge können im Freien gelagert werden. „Durch Torrefikation wird Biomasse mobiler, dichter und nahezu unverwüstlich.“ Biomasse könne damit ohne Bedenken um den halben Globus transportiert werden. Komtech wird in der Auf- und Vorbereitungskette des Prozesses am ACB-Projekt teilnehmen. Der Zerkleinerung, Zersiebung und Störstoffausschleusung misst Wellacher – vor allem bei weniger hochwertigen Materialien – große Bedeutung zu.

Absatzmarkt für 6 Mrd. Tonnen
Vorerst liegt der Fokus auf fester Biomasse wie Hackschnitzel, Sägespäne, Rinde und Kurzumtriebe. Ist man mit diesen Materialien in einer effizienten Verwertungssystematik angekommen, will man sich auf weitere agrarische Quellen ausdehnen. Stroh, Mais oder ähnliche Abfall- und Nebenprodukte aus der Landwirtschaft könnten ververgleichbare Resultate erzielen. „Theoretisch ist sogar eine Anwendung bei anderen organischen Abfällen denkbar“, fügt Wolfgang Moser von der Andritz AG hinzu. Aber auch ohne diese Perspektive besteht ein enormes Marktpotential für torrefizierte Biomasse. „Kohlekraftwerksbetreiber stehen Schlange und warten darauf“, schildert Michael Wild die Situation. Der Geschäftsführer von Wild&Partner beschäftigt sich seit Jahren mit der Marktaufbereitung der schwarzen Wunderröllchen. Da mit ihnen zu 100 % Kohle substituiert werden kann, ergibt sich, laut Wild, die theoretische Absatzprognose von selbst: „Derzeit werden weltweit etwa 6 Mrd. Tonnen Kohle pro Jahr verbrannt. Hier befindet sich das Marktpotential für ACB-Pellets.“


Wissenswert
Wo wird das Verfahren eingesetzt? Die älteste Anwendung ist das Rösten der Kaffeebohnen. Bei Holz wird mittels Torrefikation ein Wassergehalt von nur 3 % erreicht,während die Masse um rund 30 % verringert wird. Der Heizwert erhöht sich somit von 10,5 bis 17,7 auf 19,9 bis 22,7 MJ/kg. Während der Torrefikation von Stroh gehen 60 % der Masse in das Pyrolysegas, die verbleibenden 40 % haben den doppelten Heizwert von Holz.
Woher stammt der Begriff? Er leitet sich von „la torrere“ ab, was so viel wie „Dörren oder Rösten“ bedeutet.
Was ist das Ziel des Verfahrens? Angestrebt wird eine Reduzierung des Produktvolumens bei gleichzeitiger Erhöhung des Heizwertes, um in der Folge die Transport- und Lagerfähigkeit zu verbessern.


Quelle: ECO WORLD Magazine, Ausgabe 11, Dezember 2011

 

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