Neues Torrefaktionsverfahren senkt Transportkosten für Biomasse
Forscher am Fraunhofer IGB haben ein verbessertes Torrefaktionsverfahren entwickelt, um Olivenbiomasse zu verwerten.
Abfälle aus der Olivenölproduktion werden in einer Pilotanlage in Spanien aufbereitet, die ein einzigartiges Torrefaktionsverfahren nutzt, um die Transportkosten für Biomasse zu senken und als Nebenprodukt grüne Chemikalien zu erzeugen.
„Dadurch können Abfälle aufbereitet und durch die gleichzeitige Produktion von Biokraftstoffen und grünen Chemikalien doppelt genutzt werden.
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Das neue Torrefaktionsverfahren, das im Rahmen des EU-finanzierten SteamBio-Projekts entwickelt wurde, führt zu torrefizierter Biomasse, die leichter ist und verbesserte Verbrennungseigenschaften aufweist.
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) in Stuttgart haben gemeinsam mit zehn Projektpartnern aus vier europäischen Ländern das neue Torrefizierungsverfahren entwickelt.
Antoine Dalibard, Gruppenleiter für Wärme- und Sorptionssysteme am Fraunhofer IGB, erklärte gegenüber Olive Oil Times: „Die gewonnene Biomasse ist ein Material mit hohem Heizwert, das als Biokraftstoff genutzt werden kann, sich zur Transportoptimierung leicht zerkleinern lässt und aufgrund seiner Hydrophobie unter feuchten Bedingungen gelagert werden kann.
„Es ist wirklich interessant“, sagte er in Bezug auf das Verfahren, „denn es ermöglicht die Aufbereitung von Abfällen und deren doppelte Nutzung durch die gleichzeitige Produktion von Biokraftstoffen und grünen Chemikalien.“
Bislang wurden diese Chemikalien aus Erdgas oder Erdöl gewonnen. Auf der Website des Fraunhofer IGB sagte Dalibard: „Bei vielen Biomassematerialien generieren die Plattformchemikalien so viel Gewinn, dass sie den gesamten Torrefaktionsprozess finanzieren.“
Das SteamBio-Projekt wurde ins Leben gerufen, um Herausforderungen hinsichtlich der Qualität, Stabilität, Lagerung und Energiedichte von Biomasse anzugehen und so die Ziele der europäischen Umweltpolitik zu erfüllen, Biomasse – die billig und reichlich vorhanden ist – für den breiten industriellen Einsatz besser geeignet zu machen.
Das neue Torrefaktionsverfahren wurde ursprünglich entwickelt, um Holzhackschnitzel – die schwer zu transportieren, schwierig zu lagern und anfällig für Fäulnis sind – für Transport und Lagerung besser geeignet zu machen.
Im Januar dieses Jahres wurde eine Pilotanlage der neuen Torrefizierungskammer nach Spanien verlegt, wo verschiedene Arten von Biomasse torrefiziert werden, darunter Abfälle aus der Olivenölproduktion sowie Kiefern-, Eichen- und Buchenholz und Rebschnitt.
Die Torrefizierung ist keine neue Technik, doch der neue Torrefizierungsprozess ist insofern einzigartig, als die in der Biomasse enthaltene Feuchtigkeit und die bei der Torrefizierung entstehenden dampfförmigen Produkte in der Torrefizierungskammer zurückgehalten werden und zum Prozessmedium werden.
In der Torrefaktionskammer ist kein Sauerstoff vorhanden, was zu einer höheren Qualität der Biomasse führt und die Explosionsgefahr beseitigt. Temperaturen zwischen 390 und 482 Grad Fahrenheit trocknen die Biomasse aus und bewirken, dass organische Verbindungen mit niedrigen Siedepunkten flüchtig werden.
Während des Prozesses wird Hemicellulose, die zusammen mit Cellulose und Lignin die drei Hauptbestandteile der Biomasse bildet, entfernt.
Cellulose und Lignin verbleiben im festen Zustand, während sich die Hemicellulose in Gas umwandelt. Kondensatoren dienen dazu, das Gas aufzufangen, abzukühlen und als Flüssigkeit zurückzugewinnen.
„Das Kondensat – die Flüssigkeit – wird für grüne Chemikalien verwendet“, sagte Dalibard in Bezug auf die verdampfte Hemicellulose, die zurückgewonnen wird.
Die Entfernung der Hemicellulose reduziert das Gewicht der torrefizierten Biomasse erheblich, verbessert ihren Heizwert und macht sie geeignet, zu einem hochreaktiven Pulver gemahlen zu werden.
Biomassepulver hat eine große Oberfläche und ist reaktionsfreudiger als größere Brocken. In Energieanwendungen kann es mit Kohlenstaub gemischt und in die Feuerungssysteme von Kohlekraftwerken eingespeist werden. Es ist auch möglich, Kohle durch torrefizierte Biomasse zu ersetzen, während das gleiche Verbrennungssystem beibehalten wird.
Anfang dieses Monats stellten Forscher des Fraunhofer IGB auf der Fachmesse ACHEMA 2018 in Frankfurt am Main eine Modell-Pilotanlage der neuen Torrefaktionskammer vor.
„Das Interesse an der im Rahmen des SteamBio-Projekts vorgestellten Technologie war groß“, sagte Dalibard gegenüber Olive Oil Times.
„Die gleiche Technologie kann zur Aufbereitung anderer Abfallstoffe wie fester Gülle aus der Tierhaltung oder festem Gärrest eingesetzt werden“, sagte er.