Analyse und Bewertung ausgewählter zukünftiger ...

KRAFTSTOFFOPTIONEN AUS FESTER BIOMASSE
Pyrolyseslurry). Anfallende Pyrolysegase werden zur Prozesswärmebereitstellung genutzt
(u. a. [37], [117], [166], [181]). Dabei sind zirkulierende Wirbelschichtreaktoren und der
Doppelschneckenmischreaktor im Hinblick auf ihre Eignung, die technische Einfachheit und
mögliche Leistungsbereiche (10 bis 250 MWBWL) besonders vielversprechend [166]. Pyrolyseanlagen
mit Letztgenanntem versprechen energetische Konversionsgrade um 68 % für
Holz und um 81 % für Halmgut 6 [117], [118], [174].
Vergasung
Die Umwandlung des aufbereiteten Brennstoffes via endothermer Vergasung in ein hochkalorisches
Rohgas (Abb. 2-4) erfolgt bei hohen Temperaturen und unterstöchiometrischem Einsatz
eines sauerstoffhaltigen Vergasungsmittels (z. B. Luft, Sauerstoff, Wasserdampf). Die
Rohgaszusammensetzung ist abhängig vom Vergasungsverfahren (Einflussgrößen u. a. Vergasungsmittel,
Reaktionsbedingungen). Neben den Hauptkomponenten CO, CO2, H2, CH4
sowie H2OD enthält das Rohgas verschiedenste Schadkomponenten (z. B. Partikel, Teere,
Stickstoff-, Schwefel- und Halogenverbindungen), die für die katalytische Kraftstoffsynthese
eine teils sehr aufwändige Gasreinigung notwendig machen.
Vergasungsverfahren werden dabei wesentlich von (i) der Reaktorart (d. h. Fest- oder Bewegtbett,
mehrstufige Reaktoren), (ii) der Art der Prozesswärmebereitstellung (d. h. allo- oder
autotherm) und (iii) dem Druckniveau (d. h. atmosphärisch oder druckaufgeladen) beeinflusst
und weisen entsprechend unterschiedliche Vor- und Nachteile auf (z. B. [121], [123], [135],
[142], [144], [149], [150], [152], [166], [232], [287]). Der Schwerpunkt der nachfolgenden
Betrachtung liegt auf den für die Biokraftstofferzeugung geeigneten Vergasungsverfahren.
Vergasungsverfahren für den Einsatz fester Biomasse befinden sich weitgehend im F&E-
Stadium; erste Pilot- und Demonstrationsanlagen wurden bisher ausschließlich im kleinen
Leistungsbereich (ca. 8 bis 45 MWBWL) und mit dem Fokus auf die Strom- und Wärmebereitstellung
realisiert [6], [198], [200]. Von den genannten Reaktorarten sind Festbettvergaser für
die kleintechnische Strom- und Wärmeerzeugung prädestiniert. Auch führen diese Reaktoren
zu unvollständigen Stoffumsätzen und z. T. hohen Teerbildungsraten [286]. Insbesondere
aber die limitierte Leistungsgröße schließt einen Einsatz zur Kraftstofferzeugung aus. Die auf
Basis des gegenwärtigen Kenntnisstandes als vielsprechend für die Produktion synthetischer
Kraftstoffe einzustufenden Vergasungsverfahren sind in Tabelle 2-6 gegenübergestellt 7 .
6 Hier Slurry für die weitere Verwertung bezogen auf Biomasseinput nach der Trocknung (hier 93 % TS), inklusive der für die
Prozessenergiebereitstellung für die Pyrolyse notwendigen Biomasse (bei Holz) bzw. Slurry (bei Stroh)
7 Die Auswahl der dargestellten Verfahren beschränkt auf jene, die zum gegenwärtigen Zeitpunkt bereits im Pilot- bzw. Demonstrationsstadium
umgesetzt worden sind und für welche eine für die Gegenüberstellung ausreichende Datenbasis verfügbar ist.
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