Biokohle aus Gärresten

Biogasanlagen rentabler machen

Biogas in Erdgasqualität: Bislang ist dieses Ziel noch nicht erreicht. Denn Biogas enthält vergleichsweise viel Kohlendioxid, das seinen Brennwert verschlechtert. Forscher der Universitäten Hohenheim in Stuttgart und Lissabon können nun einen biologischen Filter herstellen, der dem Biogas Kohlendioxid entzieht. Der Clou: Sie verwenden dafür die Gärreste aus den Biogasanlagen. Diese bauen sie über Hydrothermale Karbonisierung (HTC) zu Aktivkohle um. Die Aktivkohle entzieht dem Biogas überflüssiges Kohlendioxid. Das erhöht die Gas-Qualität und damit die Wertschöpfung von Biogasanlagen.

„Wir möchten Biogasanlagen rentabler machen“, erklärt Prof. Dr. Andrea Kruse, Fachgebietsleiterin der Konversionstechnologien nachwachsender Rohstoffe an der Universität Hohenheim. „Daher untersuchen wir, wie sich aus den Gärresten der Biogasanlagen möglichst hochwertige Kohlenstoff-Materialien herstellen lassen. Aber auch andere wertvolle Stoffe sind Ziel unserer Untersuchungen. Zum Beispiel Stickstoff und Phosphate, die wertvolle Düngemittel sind.“

Die Forscher der Universität Hohenheim und der Universität NOVA in Lissabon nutzten die chemische Verkohlung der Gärreste, die sogenannte Hydrothermale Karbonisierung (HTC) [1].

Mikroporen speichern Kohlendioxid

„Dabei handelt es sich um ein sogenanntes nasses Verfahren“ erklärt Forschungskollegin Dr. Catalina Rodriguez Correa. „Das bedeutet, dass wir das in den Biogasgärresten enthaltene Wasser mitverwenden können. Die Biomasse erhitzen wir in einem Druckbehälter, dem sogenannten Autoklav, drei bis sechs Stunden bei 190 bis 250 Grad Celsius.“

Die so entstandene Kohle wird ausgepresst und getrocknet. Die Kohlen werden dann mit Lauge gemischt und wieder auf 600 Grad erhitzt. Das Erhitzen bewirkt, dass sogenannten Mikroporen in der Kohle entstehen. Die Mikroporen bilden den Raum, in dem sich das Kohlendioxid aus dem Biogas einlagern kann. „Die Aktivkohle nimmt etwas das Zwei- bis Zweieinhalbfache an Kohlendioxid auf als Vergleichsproben herkömmlicher Aktivkohlen“, ergänzt Prof. Dr. Kruse. „Damit schneiden die Biokohlen aus Gärresten deutlich besser ab. „Wir hoffen, dass wir das Verfahren zusammen mit unserem Industriepartner HTCycle bald in die Anwendung führen können.“

Lesestoff:

Catalina Rodriguez Correa, Maria Bernardo, Rui P.P.L. Ribeiro, Isabel A.A.C. Esteves, Andrea Kruse: Evaluation of hydrothermal carbonization as a preliminary step for the production of functional materials from biogas digestate; in: Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, Volume 124, 2017, S.461–474 http://dx.doi.org/10.1016/j.jaap.2017.02.014

[1] HTC-Anlage in Brandenburg: https://herd-und-hof.de/landwirtschaft-/bio-kohle-in-90-minuten.html

Roland Krieg / Töpfer