Um die Abhängigkeit von erdölbasierten Kraftstoffen zu verringern, plädieren Regierungen weltweit dafür, Biokraftstoffe von morgen möglichst schnell zu entwickeln. Wie wäre es mit einer Entwicklungszeit von zwei Sekunden? Denn diese Zeit ist notwendig, um mit der Rapid-Thermal-Processing (RTP)-Technologie von Envergent Technologies nicht verzehrfähige Biomasse in Pyrolyseöl umzuwandeln. RTP ist ein bewährter Prozess, der nachhaltig und nahezu kohlenstoffneutral ist und heute bereits zum Einsatz kommt. Pyrolyseöl ist eine leichte, gießfähige, rückstandsfrei brennende Flüssigkeit, die aus Biomasse-Rohstoffen hergestellt wird, die nicht im Wettbewerb mit Nahrungspflanzen stehen. Es kann für eine Vielzahl von Energieanwendungen eingesetzt werden. Ferner wird es bei der Herstellung von Spezialchemikalien verwendet. In naher Zukunft wird es laut Unternehmen möglich sein, Pyrolyseöl zu einem umweltfreundlichen Treibstoff zu veredeln. RTP zur Herstellung von Pyrolyseöl ist laut Unternehmensaussage weltweit der einzige schnelle Pyrolyse-Prozess, der auf einer langfristig angelegten wirtschaftlichen Basis arbeitet. Gegenwärtig setzen sieben Anlagen in Kanada und den USA das Verfahren ein, um Biomasse in Pyrolyseöl umzuwandeln. Das auf diese Weise entstandene Pyrolyseöl wird für die Herstellung von über 20 Handelsprodukten – angefangen von Aromastoffen für Nahrungsmittel bis hin zu Klebeharzen – verwendet. Der RTP-Prozess als eine Methode zur Umwandlung von Biomasse in Pyrolyseöl wurde 1984 von Ensyn Technologies entwickelt. Das Unternehmen ist eine der Muttergesellschaften von Envergent Technologies, das 2008 als Gemeinschaftsunternehmen von Ensyn Technologies und Honeywell UOP gegründet wurde. Der RTP-Prozess startet mit direkt verfügbarer Biomasse wie Holzschnitzeln, Stroh oder anderen zellulosehaltigen Stoffen, die in einem Wirbelschichtreaktor rasch erhitzt wird. Heißes Gas wird in den mit heißem Sand gefüllten unteren Teil des Reaktors geleitet und erzeugt dort einen Wirbelwind mit einer Temperatur von 500 bis 525 °C. Durch den Kontakt mit dem Sand werden Biomassepartikel zu Gas und Feststoffen pyrolysiert. Am Reaktoraustritt wird das Gas durch Quenchkühlung schnell abgekühlt und zu Pyrolyseöl umgewandelt. Die verbleibenden Feststoffe bestehen aus Sand und Holzkohle, die in einen zweiten Kessel umgeleitet werden. In einem Nachbrenner wird Holzkohle durch die Zufuhr von Luft verbrannt. Damit wird die notwendige Wärme erzeugt, um die Sandmischung auf die für die Pyrolyse im Reaktorkessel erforderlichen Temperaturen zu bringen. Dies ist ein Schlüsselfaktor für die Verbesserung der Nettoenergiebilanz des Endprodukts und damit für die Reduzierung der Treibhausgase.Im Gegensatz zu einer langsamen Pyrolyse, die Stunden dauern kann, ergeben sich durch die beim RTP-Prozess angewandte schnelle Pyrolyse weniger Emissionen und eine maximale Flüssigkeitsproduktion. Der Vorteil von RTP liegt darin, dass die Wärmeübertragung in die Biomasse gleichmäßig und unverzüglich erfolgt und das Gas schnell zu Flüssigkeit heruntergekühlt werden kann, sodass sich die Qualität des erzeugten Pyrolyseöls erhöht. Zudem ist der RTP-Prozess effizienter, da die Holzkohle vom Endprodukt des Pyrolyseöls ferngehalten wird.
2012 reif für den Markt
Neben zahlreichen umweltrelevanten Vorteilen zeichnet sich das RTP-System auch durch seine praktische Umsetzung aus. Minimale Anforderungen an Versorgung und Infrastruktur sorgen dafür, dass RTP für neu geplante wie vorhandene Anlagen eine ideale Lösung darstellen kann. Kompakte, modulare Einrichtungen minimieren die Installationskosten und beanspruchen relativ wenig Raum. Zudem ist das System hoch skalierbar – Auslegungen von 100 bis 1000 metrische Tonnen Trockensubstanz pro Tag lassen praktisch jede Anwendung zu. Mit RTP kann ein breites Spektrum an bereits verfügbaren Rohstoffen verarbeitet werden, etwa forst- und landwirtschaftliche Rückstände, gebrauchte holzbasierte Bau- und Abwrackstoffe sowie nachhaltige Energiepflanzen wie Pappeln, Weiden, Miscanthus (Chinaschilf) und Rutenhirse. Die Gewinnung von Strom aus Pyrolyseöl in langsam laufenden Dieselmotoren befindet sich gegenwärtig in der Entwicklung. Dies kann die Kosten aufgrund der höheren elektrischen Effizienz noch weiter senken. Pyrolyseöl wurde zudem im Labor nach dem UOP-Hydrierverfahren zu Biotreibstoffen veredelt, um hochwertige, erneuerbare und umweltfreundliche Kraft- bzw. Treibstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin zu erzeugen. Diese Treibstoffe sind von den entsprechenden erdölbasierten Produkten praktisch nicht zu unterscheiden und können in der heutigen Raffinerie-Infrastruktur und in modernen Fahrzeugen unverändert eingesetzt werden. Diese Technologie kommt voraussichtlich 2012 auf den Markt.
Nutzung von Biomasserückständen
Die Umwandlung von Biomasse in Energie ist besonders für Unternehmen attraktiv, die über Biomasserückstände verfügen und eine Verbesserung ihrer CO2 -Bilanz anstreben. Mit direkt verfügbaren Materialien wie Sägemehl und Holzschnitzeln ist die Forstwirtschaft von Natur aus geradezu dafür prädestiniert. Der kanadische Verband der Forstwirtschaft (Forest Products Association of Canada – FPAC) stellte vor kurzem einen Plan vor, wie die kanadische Forstwirtschaft durch den Einsatz von Technologien wie RTP von Envergent in holzverarbeitenden Betrieben wieder neu belebt werden kann. Die Studie bestätigt, dass die RTP-Technologie für einen kommerziellen Einsatz bestens geeignet ist und hohe Investitionsrenditen erwirtschaften würde. FPAC sagte voraus, dass die schnelle Pyrolyse-Technologie Kanadas Forstwirtschaft in einen Wachstumsmotor für das Land umwandeln würde. Arbeitsplätze könnten geschaffen und saubere Energie erzeugt werden, um holzverarbeitende Betriebe und Privathaushalte zu versorgen oder Biokraftstoffe für Fahrzeuge bereitzustellen.☐
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