B.Eng. Achim Rohde
Datum des Kolloquiums: 24. Mai 2013
Vor gut 100 Jahren wurde die hydrothermale Carbonisierung zum ersten mal von Friedrich Bergius im Rahmen seiner Habilitationsschrift Anwendung hoher Drucke bei chemischen Vorgängen und die Nachbildung des Entstehungsprozesses der Steinkohle experimentell untersucht. Wie der Titel vermuten lässt war damals das vorrangige Ziel, den Entstehungsprozess fossiler Brennstoffe zu erforschen.
Nach einer Veröffentlichung einer Forschungsgruppe um Prof. Markus Antonietti am Max-Planck-Institut Potsdam im Jahr 2006 ist das Verfahren als technische Anwendung wieder in das Interesse der Wissenschaft gerückt. Vor dem Hintergrund des fort¬schreitenden Klimawandels wird nach Möglichkeiten der CO2-Einsparung zur Eindämmung des Treibhauseffektes gesucht. Mit der Produktion von HTC-Kohle, welche in Ihren Eigenschaften eine starke Ähnlichkeit mit Braunkohle aufweist, bietet sich die Möglichkeit, vor allem Biomassen mit hohem Feuchtegehalt energetisch zu nutzen, für die bislang nur eine stoffliche Nutzung vorgesehen war.
Die Klimakommune NRW Saerbeck im Kreis Steinfurt hat sich zum Ziel gesetzt, spätestens ab 2030 mehr Energie auf regenerative Weise erzeugen, als Gesamtenergie zu verbrauchen. Dabei wurde die HTC von Gärresten aus der geplanten Bioabfallbehandlungsanlage als ein Baustein im Klimakonzept neben Windkraft, Photovoltaik, Biogasproduktion und Wärmeerzeugung mit nachwachsenden Rohstoffen in Erwägung gezogen. Es wurde ein konkretes Konzept zur Einbindung von HTC unter Berücksichtigung lokaler Gegebenheiten ausgearbeitet. Mit einer im Bioenergiepark Saerbeck befindlichen HTC-Anlage könnten 31.700 t/a Gärreste aus der im Januar 2014 in Betrieb gehenden Bioabfallbehandlungsanlage sowie 12.220 t/a Klärschlamm aus nahe gelegenen Kläranlagen entsorgt werden. Dabei würden 8.711 t/a HTC-Kohle mit 90 % TS-Gehalt produziert. Diese ließe sich in der Grundstoffindustrie, z.B. im Zementwerk in Lengerich einsetzen. Die jährlich produzierte Energiemenge betrüge ca. 40 - 50 GWh.
Bei Einstufung der HTC-Kohle als erneuerbare Energie ist durch die Substitution von Braunkohle eine Netto-Einsparung von 15.363 t/a CO2-Emissionen zu erzielen. Emissionen durch Aufbereitung der Inputsubstrate und durch Abwasserklärung sind dabei noch nicht berücksichtigt.
Als Nebenprodukt der HTC entstehen ca. 43.000 m3/a Prozesswasser, welches stark mit Stickstoffverbindungen belastet ist und daher aufwändig in der Klärung ist. Eine Vorklärung findet bereits bei der HTC-Anlage statt.
Der Erfolg eines Vorhabens wie dem Bau und Betrieb einer HTC-Anlage hängt von vielen Faktoren ab. Es muss sich nachhaltig im ökologischen Sinne sowie wirtschaftlich darstellen lassen können.
Die Planung von Kreis und Entsorgungsunternehmen sieht eine Kompostierung der Gärreste mit anschleißender Vermarktung des Produktes Komposterde vor.
In dieser Arbeit wurden Kompostierung und Vermarktung des Produktes Komposterde mit Investitions- und Betriebskosten der Verarbeitung der Gärreste zu Kohle mittels HTC gegenübergestellt.
Die bei Einbindung von HTC wegfallenden Entsorgungskosten betrügen rd. 34 €/t entsorgten Biomülls. Unter Berücksichtigung unbekannter Faktoren wurde bei Einbindung von HTC eine Preisspanne von 55 - 66 €/t entsorgten Biomülls ermittelt. Damit wird die Hydrothermale Carbonisierung von Gärresten aus der Bioabfallbehandlungsanlage als Baustein im Klimakonzept der Kommune Saerbeck nicht für wirtschaftlich sinnvoll befunden.
