Syntheseprodukte aus der Biomassevergasung - Polygeneration

Status

abgeschlossen

Kurzfassung

In vielen Regionen und Industriebereichen fällt Biomasse in teils erheblichen Mengen als Roh- und Reststoff an. Aufgrund des hohen Energieinhalts kann diese für die Bereitstellung erneuerbarer Energie genutzt werden. Darüber hinaus enthält Biomasse aber auch Kohlenstoff als einen Hauptbestandteil, sodass auch eine Nutzung als petrochemischer Rohstoff möglich ist. Voraussetzung dafür ist die Entwicklung und Optimierung geeigneter Konversionstechnologien, um eine Herstellung hochqualitativer Produkte mit hohen Ausbeuten zu ermöglichen. Hauptbestandteil derartiger Verfahren ist die Biomassevergasung, wo ein Synthesegas erhalten wird, das hauptsächlich aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff besteht. Diese beiden Komponenten können sodann in unterschiedlichste Syntheseprodukte umgewandelt werden.

Ziel dieses Projekts war es, diese möglichen Synthesewege zu untersuchen. Hiezu wurde zunächst eine Einteilung in sogenannte "Basisprodukte", d.h. Produkt, die mittels eines einzigen Syntheseschrittes erhalten werden können, und "Folge- bzw. Endprodukte" vorgenommen. Letztere entstehen durch weitere Umwandlungsschritte aus den Basisprodukten.

Zusammenstellung möglicher Syntheseprodukte aus dem Produktgas der Biomassevergasung.

Zunächst wurden drei vielversprechende Syntheseprodukte, nämlich Fischer-Tropsch Kohlenwasserstoffe, Methanol und BioSNG ausgewählt und der Stand der Technik der Synthesen aus der Literatur bzw. aus der laufenden Forschung zusammengetragen. Daraus erfolgte sodann die Entwicklung von Anlagenkonzepten im Leistungsbereich von 50 MW Brennstoffwärmeleistung. Diese Konzepte wurden danach im Zuge einer umfassenden techno-ökonomischen Analyse evaluiert. Die Ergebnisse der technischen Bewertung sowie die Kosten und Erträge, die der Wirtschaftlichkeitsrechnung entstammen, sind im Endbericht dargestellt.

Jährliche Kosten und Erlöse der evaluierten Anlagenkonzepte zur Herstellung von BioSNG, Fischer-Tropsch Kohlenwasserstoffen und Methanol aus Biomasse [Fürnsinn 2007].

Zu beachten ist, dass für den Fall der "Polygeneration" Anlagen neben dem Syntheseprodukt auch elektrischer Strom erzeugt wird, während bei "fuel-orientation" ausschließlich das Syntheseprodukt maximiert wird. In allen Fällen konnte aufgrund der gewählten Anlagengröße die Auskopplung von Fernwärme erreicht werden.

Insgesamt zeigt sich, dass profitable Anlagen möglich sind. Besonders vorteilhaft erweist sich jedoch insbesondere die Kombination mit der Stromerzeugung in Polygeneration-Anlagen.

Hinsichtlich der Folgeprodukte wurde im Zuge des Projektes der Stand der Technik der weiterführenden Synthesen umfassend erhoben. Damit ist die Basis für zukünftige Forschungsanstrengungen gelegt, und zwar nicht nur hinsichtlich der technologischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen, sondern auch hinsichtlich der ökologischen Parameter, die im Projekt ebenfalls diskutiert wurden.

Projektleiter

Univ. Prof. Dr. Hermann Hofbauer
Institut Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, Technische Universität Wien

Projekt- bzw. Kooperationspartner

• Repotec Umweltechnik GmbH (WV-Partner)
• Fa. Dendro Light Holzwerkstoffe GmbH (Finanz.-Partner)

Univ. Prof. Dr. Hermann Hofbauer
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, Technische Universität Wien
Getreidemarkt 9/166, A-1060 Wien
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