Hydrothermale Karbonisation

Neue Innovationen und Verfahren im Bereich der Abfallverwertung, energetischen Versorgung und Kohlendioxid (CO2)-Einsparung sind zur Zeit des allgegenwärtigen Klimawandels ein wichtiger Aspekt in der Forschung und Entwicklung. Fast jeden Tag werden durch die Medien neue Fakten und Statistiken dargestellt, wie weit übergreifend diese Problematik auf der Erde ist. Hierbei wird deutlich fokussiert, dass insbesondere fossile Brennstoffe bei der Verbrennung täglich extrem hohe Mengen an CO2 in die Atmosphäre stoßen. Und doch weist diese Energienutzung zeitliche Grenzen hinsichtlich der Ressourcenschöpfung auf. Auf dieser Grundlage müssen früher oder später alternative Energiequellen gefunden und auf effiziente Weise genutzt werden.

Entwicklungen in diesen Bereichen der erneuerbaren Energien und Konzepte im Entsorgungsbereich werden in vielen Ländern so stark gefördert wie noch nie zuvor. Dennoch ist nicht in allen Ländern dieser Prozess so stark ausgeprägt. Die Gründe liegen hierbei oft bei den fehlenden technischen Möglichkeiten, aber auch bei fehlenden finanziellen Mitteln für eine mögliche Realisierung. Werden jedoch neue Verfahren entwickelt, die durch den technischen und finanziellen Aufwand realisierbar sind, könnten diese auf der ganzen Welt einen großen Beitrag zum Energieproblem leisten. Obgleich die Biomasseveredlung oft als Perspektive in diesem großen Bereich betrachtet wird, ist sie jedoch noch stark ineffizient. 

Eine hingegen neue und zugleich effektive Möglichkeit der Verwertung, Energieerzeugung und zugleich massive CO2-Einsparung stellt das Verfahren der Hydrothermalen Karbonisierung (HTC) dar. Die Hydrothermale Karbonisierung ermöglicht es, durch die Prozessführung Biomasse in wässriger Phase anaerob kohleartige Produkte umzuwandeln und hierbei noch exotherm zu reagieren. Im Bereich der effizienten Abfallnutzung schwer entsorgbarer Stoffe setzt dieses Verfahren Maßstäbe, Biomasse so umzuwandeln, dass die Weiterverarbeitung bessere Möglichkeiten bietet. Seit einigen Jahren wir schon in diesem Bereich geforscht und Ziel ist es, die Prozessführung noch effizienter zu gestalten.

Ziel der Bachelorthesis war es die Vorbehandlung mittels Ultraschall von Biomasse im Labor für Hydrothermale Karbonisation am Umwelt-Campus Birkenfeld der FH Trier zu untersuchen und zu bewerten. Dabei soll sowohl die optimale Beschallungszeit ausgewählt, als auch Optimierungsmöglichkeiten durch Senkung von Reaktionszeit, Reaktionstemperatur und Laufzeit des Rührwerkes erarbeitet werden. Durch die zusätzliche Energiezufuhr soll diese Prozesserweiterung jedoch auch energetisch effizient sein. Grundlage für den energetischen Vergleich ist hierbei der Parameter des Brennwertes des Endproduktes. Dieser ermöglicht es, einen Vergleich zwischen unbehandelter Reaktion und behandelter Reaktion durch Ultraschall zu ziehen.

Bearbeitet von:

Eric Gramlich 

Unter Leitung von:

Prof. Dr.-Ing. Michael Bottlinger
Prof. Dr. rer. nat. Heike Bradl