Arbeitsfelder - Kreislaufwirtschaft

Biomassekonversion und Bioraffinerie

Der Begriff Biomasse beschreibt sämtliche Stoffe organischer und damit kohlenstoffbasierter Herkunft. Dies schließt alle in der Natur lebenden Pflanzen und Tiere (primäre Biomasse) sowie die daraus resultierenden Rückstände (sekundäre Biomasse) ein. Im weiteren Sinne zählen auch die Produkte einer technischen Umwandlung oder stofflichen Nutzung zur Biomasse (z. B. Papier, Schlachthofabfälle, organische Hausmüllfraktion).

Durch eine Form der "Verrottung", auch bekannt als Inkohlungsprozess, wird aus Biomasse ein fossiler Energieträger. So entsteht zunächst Torf, später Braun- bzw. Steinkohle. Dieser natürliche Prozess der Kohlebildung ist im menschlichen Zeitempfinden jedoch zu langsam. Kohle, welche über Millionen von Jahren auf natürliche Weise entstanden ist, ist bereits in weniger als 200 Jahren zu großen Teilen als fossiler Energieträger verbrannt worden. Ebenso verhält es sich mit Erdöl, welches neben einer Nutzung als Energieträger auch als Ausgangsstoff für die Herstellung einer Vielzahl von Plattformchemikalien in der chemischen Industrie Verwendung findet.

Um fossile und damit endliche Rohstoffe durch regenerative Rohstoffe zu ersetzen, wurden verschiedene Verfahren und Technologien entwickelt. Wir unterscheiden:

  • Biomassekonversionsverfahren zur Herstellung von veredelten Biomassen bzw. Biokohlen oder Torfersatzstoffen.
  • Bioraffinerieverfahren zur Herstellung von Präkursoren und später Plattformchemikalien.

Biomassekonversion

Um native Biomasse aufzuwerten und in höherwertige, lagerfähige Produkte mit einer erhöhten Energiedichte zu überführen, gibt es unterschiedlichste Verfahren (vgl. Abbildung).

Thermochemische Prozesse

thermochemische pozesse

Abhängig vom jeweiligen Milieu (Anwesenheit von Wasser oder Sauerstoff) und dem Temperaturbereich des Verfahrens unterscheiden sich die Produkte. Während bei einer klassischen Verbrennung die gesamte Organik oxidiert wird, verändert sich die Beschaffenheit des verbleibenden organischen Materials bei den übrigen Prozessen. Fast alle Prozesse in der Abbildung, welche links von der vollständigen Verbrennung angeordnet sind, erzeugen feste (zum Teil schlammige aber gut entwässerbare) Produkte, welche kohleähnliche Eigenschaften aufweisen und als Biokohle oder Hydrokohle bezeichnet werden.

Hervorzuheben sind insbesondere die Prozesse:

Bioraffinerie

Zur Herstellung von Präkursoren und später Plattformchemikalien dient die sogenannte Bioraffinerie. Dabei werden auf technischem Wege hochwertige Naturbausteine, sogenannte Präkursoren, aus der Biomasse isoliert. Auf diese Weise wird ausgenutzt, dass die biologischen Prozesse der Natur diese Bausteine synthetisiert haben. So kann auf aufwändige Synthesen verzichtet oder können sogar künstlich nicht herstellbare Komponenten gewonnen werden. Aus diesen Präkursoren werden anschließend sogenannte Plattformchemikalien hergestellt, welche als Synthesebausteine der chemischen Industrie für eine Vielfalt höherwertiger Verbindungen dienen.

thermochemische pozesse

Sowohl Biomassekonversionsverfahren als auch Bioraffinerien sind Technologien, die vor dem Hintergrund der gesellschaftspolitischen Diskussion um Nachhaltigkeit und Klimaschutz stark an Bedeutung gewinnen.

Mit den langjährigen Erfahrungen aus dem Bereich der Genehmigungsplanung und Realisierung von Großprojekten unterstützen wir Sie selbstverständlich bei Ihren Projekten – nehmen Sie doch einfach Kontakt zu uns auf.


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