CO2-Abscheidung und Speicherung

Carbon-Capture and Storage

Geschichte der Sanitär-, Heizungs-, Klima- und Solartechnik
Abkürzungen im SHK-Handwerk
Bosy-online-ABC

Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid
Schwefelhexafluorid

Mit 87 % hat Kohlendioxid (CO2 [Kohlenstoffdioxid]) den größten Anteil der freigesetzten Treibhausgase (Klimagase). Neben der Vermeidung bzw. Verminderung (Energiesparen) des Gasaustoßes wird über verschiedene Abscheide- und Speichermethoden diskutiert und teilweise schon umgesetzt. Ohne das gezielte Abfangen (Carbon Capture - CO2-Abscheidung [Kohlenstoffabscheidung]) von Kohlendioxid aus Abgasen und/oder der Luft (Direct Air Capture - DAC) wird der Klimawandel nicht zu stoppen sein.
Zur Zeit ist es noch nicht möglich, Industrien und Energiegewinnung komplett zu dekarbonisieren. Also muss man verhindern, dass CO2 in die Atmosphäre gelangt und somit spätestens im Schornstein abgeschieden wird. Hier kommt die Kohlenstoffabscheidung (Carbon Capture) zum Einsatz. Mit den Verfahren wird CO2 entweder aus Abgasen oder direkt aus der Luft abgeschieden.
Es kommen folgende Verfahren zum Einsatz:

Carbon-Capture durch flüssige Absorber
Carbon-Capture mit Molekülkäfigen
Carbon-Capture durch Membranen
Carbon-Capture mit Sauerstoff und Kalk (Oxyfuel und Calcium-Looping)
High Temperature-DAC-Verfahren
Low Temperature-DAC-Verfahren
Carbon Capture and Utilization (CCU)
Pyrolyse-Verfahren bei der künstlichen Karbonisierung (Pflanzenkohle)

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Zur Abscheidung und Speicherung kommen die CCS-Technologie1 (Carbon (Dioxide) Capture and Storage), CDR-Technologie2 (Carbon Dioxide Removal), DAC-Verfahren3 (Direct-Air-Capture) und CCU-Verfahren4 (Carbon Capture and Utilization) zum Einsatz. An den Technologien wird immer noch geforscht.
1 Carbon Capture and Storage (CCS) ist eine Technologie, bei der Kohlendioxid aus Abgasen (Stromkraftwerken) abgeschieden und zur langfristigen Speicherung in unterirdische Schichten verpresst wird.
2 Beim Carbon Dioxide Removal (CDR), einem noch nicht etablierten Ansatz aus dem "Geoengineering", soll großflächig CO2 aus der Atmosphäre entfernt werden. Es gibt verschiedene CDR-Methoden, die bislang jedoch noch nicht in großem Maßstab getestet wurden und die aktuell wesentlich teurer sind als die Emissionsverringerung durch die Nutzung erneuerbarer Energien oder durch Energieeffizienz. Für die Abscheidung von CO2 aus der Atmosphäre gibt es verschiedene Möglichkeiten (die Ausweitung CO2-absorbierender natürlicher Ökosysteme, den Anbau von Biokraftstoffen und die CO2-Abscheidung bei deren Verbrennung sowie den Einsatz industrieller und chemischer Prozesse, die CO2 direkt aus der Atmosphäre entfernen).
3 Mit dem DAC-Systemen (Direct-Air-Capture) kann Kohlendioxid aus der Umgebungsluft gefiltert werden, so wie es Pflanzen und Bäume machen. Dazu wird die Luft zunächst über Filter mit spezielle Bindemittel geleitet, die das Kohlendioxid aus der Luft filtern, und anschließend verflüssigt.
4 Mit den CCU-Verfahren (Carbon Capture and Utilization) wird CO2 entweder aus einem (Industrie-) Prozess abgeschieden und einer anderen industriellen, stofflichen Nutzung zugeführt. Dabei wird das abgeschiedene CO2 zur Kohlenstoffquelle und damit zum Rohstoff für chemische oder biotechnologische Prozesse. So können z. B. Kunststoffe oder synthetische Kraftstoffe für die Luft- und Schifffahrt hergestellt oder das CO2 in Baumaterialien eingebunden werden. Ziel von CCU muss sein, CO2 möglichst dauerhaft zu binden oder im Kreislauf zu führen.

CO2-Capture – aber wie?
Wie man Kohlendioxid aus Abgas und Atmosphäre entfernen kann

Nadja Podbregar, scinexx - MMCD NEW MEDIA GmbH

CO2-Abscheidung: für eine sauberere Energie
Amt für Veröffentlichungen der Europäischen Union

Netto-Null und Geoengineering
Kohlendioxid-Entnahme aus der Atmosphäre (Carbon Dioxide Removal, CDR)

Linda Schneider und Silvia Ribeiro, Heinrich-Böll-Stiftung e.V.

 
 
DAC-/DACS-Technologie

Neben der Kohlenstoffabscheidung aus den Abgasen bei der Verbrennung von fossilen Brennstoffen (Kohle, Gas, Öl, Holz) ist die direkte Abscheidung aus der Luft (Direct Air Capture - DAC). Bei dem Direct Air Capture-Verfahren strömt die Umgebungsluft durch ein Absorbens, das ihr einen Teil des Kohlendioxids entzieht. Hier haben sich zur Zeit zwei Verfahren (High Temperature-DAC-Verfahren und das Low Temperature-DAC-Verfahren) durchgesetzt. Mit dem DACS-Verfahren geht es um die Speicherung des aus der Luft entzogenem CO2.
Diese Verfahren sind immer noch in der Entwicklung und scheinen vielversprechend zu sein. Sie sind aber mit hohen Kosten verbunden.

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Abscheidungsanlage DAC-18
Quelle: Climeworks AG

Direct Air Capture (DAC) ist ein Verfahren zur Gewinnung von Kohlenstoffdioxid (CO2) direkt aus der Umgebungsluft, also eine Technologie zur Abscheidung von Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Das Grundprinzip ist, dass Umgebungsluft durch einen Filter strömt, der einen Teil des CO2 entzieht. Das gewonnene reine CO2 lässt sich anschließend für verschiedene Zwecke verwenden, z. B. zur Förderung des Pflanzenwachstums in Treibhäusern, mittelfristig fossile durch synthetische Kraftstoffe zu ersetzen oder langfristig zum Speichern im tiefen Untergrund (CCS-Technologie), also als "negative Emissionen".

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Capturing CO2 from Air
Quelle: Jan Wurzbacher, Climeworks AG

 


Wieviel CO2 können die neuen Anlagen aus der Luft saugen?
Jan Tolzmann, Deutschlandradio

Land fördert Projekt zur CO2-Gewinnung aus der Luft
Staatsministerium Baden-Württemberg

Wie Climeworks den Klimawandel durch Luftabscheidung umkehren will
Martin Jendrischik, Cleanthinking.de

Das Milliarden-Geschäft mit der Klimakatastrophe
energie-experten.org - Greenhouse Media GmbH

 
 
CCU-/CCUS-Technologie

Mit den CCU-Verfahren (Carbon Capture and Utilization) wird CO2 entweder aus einem (Industrie-) Prozess abgeschieden und einer anderen industriellen, stofflichen Nutzung zugeführt. Dabei wird das abgeschiedene CO2 zur Kohlenstoffquelle und damit zum Rohstoff für chemische oder biotechnologische Prozesse. So können z. B. Kunststoffe oder synthetische Kraftstoffe für die Luft- und Schifffahrt hergestellt oder das CO2 in Baumaterialien eingebunden werden. Ziel von CCU muss sein, CO2 möglichst dauerhaft zu binden oder im Kreislauf zu führen.

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Quelle: .

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Carbon Capture and Utilization (CCU)
Zukunft – Umwelt – Gesellschaft (ZUG) gGmbH

Nur wenige CCU-Techniken dienen dem 1,5-Grad-Ziel
Science Media Center Germany gGmbH

Durchbruch in neuer CCU-Technologie basierend auf der Verwendung
recycelter Betonfeinanteile

HeidelbergCement AG

CCUS: Kann abgeschiedener Kohlenstoff sinnvoll genutzt werden?
Anja Chalmin, Heinrich-Böll-Stiftung e.V.

Carbon Capture, Utilization and Storage – Stand und Perspektiven von biomasseassoziierten Verfahren
C.A.R.M.E.N. e.V. - Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.

 
 

CO2-Speicherung

Neben der CO2-Abscheidung brauchen Deutschland und die EU eine vernünftige und umsetzbare Strategie, um die verschiedenen Methoden zur CO2-Speicherung (Carbon Storage) sinnvoll einzusetzen. Das CO2 muss irgendwo sicher eingespeichert werden. Infrage kommen z. B. dafür alte Erdgas- und Ölfelder oder bestimmte salzwasserführende Gesteinsschichten (Aquifere), in die man das CO2 sicher hineinpumpen könnte. Hier sagen die einen, das ist viel zu unsicher und gefährlich, sagen die anderen. Welche Speichermethoden (oberirdisch, unterirdisch, in Ozeanen oder Pflanzenkohle) möglich sind, wird in vielen Studien immer noch erforscht.
Die von Deutschland bis Mitte des Jahrhunderts angestrebte Treibhausgasneutralität und das 1,5-Grad-Klimaziel des Pariser Klimaabkommens von 2015 wird ohne die CO2-Speicherung nicht erreicht.

Ohne Entnahme und Speicherung von CO2 erreichen wir die Klimaziele nicht
Lucas Tenberg. Quarks - WDR Köln

Dieses isländische Unternehmen verwandelt CO2 in Stein
Theresa Rauffmann, Handelsblatt GmbH

 
 
Oberirdische Speicherung von CO2

Allgemein werden Wälder als sehr gute Kohlenstoffspeicher bezeichnet, aber es sind die Böden (Soil Carbon Storage - Feuchtwiesen, Moore, Waldböden), die die größten terrestrischen Kohlenstoffspeicher ("CO2-Senke") sind. Es ist die organische Bodensubstanz, die nicht nur für die Bodenfruchtbarkeit, sondern auch als Umschlagort von Treibhausgasen für den Klimawandel von Bedeutung sind. Pflanzenteile sterben ab und gelangen ober- und unterirdisch in den Boden. Dort werden sie von Bodenorganismen über komplexe Nahrungsnetze zu Bodenkohlenstoff ab- und umgebaut. Sie sind der wichtigste Lieferant für Bodenkohlenstoff. Ein Teil des Kohlenstoffs im Boden wird schnell zu CO2 umgesetzt, während ein anderer für Jahrzehnte bis Jahrtausende im Boden verbleibt. Zwei Faktoren sind für die Anreicherung des Kohlenstoffs im Boden für verantwortlich: Manche Moleküle sind für abbauende Organismen und ihre Enzyme nur begrenzt zugänglich, ein Mangel an Nährstoffen oder Energiequellen beschränkt das Wachstum der Mikroorganismen. Kohlenstoffverbindungen können z. B. durch Bindung an Bodenmineralien vor dem Abbau geschützt werden. Analysen am MPI für Biogeochemie haben ergeben, dass Böden, in denen ein großer Teil des Kohlenstoffs an Minerale gebunden vorliegt, weniger CO2 freisetzen. Damit spielt auch die Mineralzusammensetzung des Bodens eine besondere Rolle für die Kohlenstoffspeicherung.


Wichtigste Kohlenstoffflüsse und Umsetzungen im Boden.
Die Abbauprozesse der Bodenorganismen werden neben der dargestellten Verfügbarkeit von Kohlenstoffquellen von Temperatur, Bodenfeuchte, Nährstoffverfügbarkeit und pH-Wert beeinflusst.

Quelle: MPI für Biogeochemie
Wälder mit altem Baumbestand sind globale Kohlenstoffspeicher
Naturwald Akademie gGmbH

Wie viel Kohlendioxid (CO2) speichert der Baum bzw. der Wald
Wildes Bayern e.V.

Zweifel an Aufforstungen: Mehr Bäume könnten CO2-Speicher in Böden gefährden
Sinan Reçber, Verlag - Der Tagesspiegel GmbH

Unser wichtigster Kohlenstoffspeicher: Wie der Boden als dünne Haut der Erde globale Stoffkreisläufe und das Klima beeinflusst
Marion Schrumpf, Susan Trumbore, Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.


wiedervernässtes Feuchtgebiet

Feuchtgebiete bedecken etwa 5 - 8 % der Erdoberfläche und enthalten 35 % des weltweiten terrestrischen Kohlenstoffs und sind wichtige Systeme (z. B. Wasser-, Nährstoff- und Kohlenstoffkreisläufe, Biodiversität).
Feuchtgebiete (Moore, Torfgebiete, Salz- und Seegraswiesen, Wattenmeer, Auwälder, Mangrovenwälder) haben eine enorme CO2-Speicherkapazität. Sie übersteigen die von Ozeanen um ein Vielfaches. Im Vergleich zu Wäldern sind sie fünfmal so effizient.
Moore sind natürliche Kohlenstoffsenken. Im sauren Moorwasser werden Pflanzenreste unter Ausschluss von Sauerstoff konserviert. Dabei entsteht Torf. Wenn man sie entwässert, gibt all das organische Material wieder CO2 ab. Jedes entwässerte Moor trägt so zur globalen Erwärmung bei.

Kohlenstoffbindung in Feuchtgebieten
Naturefund e. V.

Warum Moore die besseren Wälder sind
Marina Weishaupt, The Walt Disney Company (Germany) GmbH
Feuchtgebiete als Klimaschützer
ARD alpha Wissen

Moore sind wichtig für das Klima
ARD Mediathek

 
 
Speicherung von CO2 im Ozean

Die sogenannte marine Kohlenstoffpumpe (physikalische Pumpe) sorgt dafür, dass CO2 in die Tiefen des Ozeans gelangt und dort für hunderte Jahre gespeichert wird. Das passiert über ein physikalisches Prinzip. Das Kohlendioxid löst sich zunächst im Oberflächenwasser und gelangt über Strömungen und Wasserumwälzungen in die Tiefsee.
Die steigenden Temperaturen könnten auch die physikalische Pumpe bedrohen. Steigt die Temperatur der oberen Wasserschichten immer mehr, dann wird möglicherweise auch die Durchmischung mit den kälteren, tieferen Wasserschichten schwieriger. Dadurch würde auch weniger CO2 in die Tiefsee gelangen.
Außerdem beeinflussen verschiedene Entwicklungen die Kapazität der Meere, weiterhin als CO2-Speicher zu fungieren. Dazu gehört die Versauerung. Sobald CO2 ins Wasser gelangt, wandelt es sich in andere chemische Verbindungen um. Zum größten Teil reagiert es mit Wasser und Karbonat zu Hydrogenkarbonat. Dadurch wird das Karbonat im Wasser weniger, der pH-Wert sinkt, der Ozean wird saurer.
Die Versauerung der Meere durch die Treibhausgasemission hat weitreichende Folgen für ein komplexes Ökosystem.


Marine Kohlenstoffpumpe - Der Ozean als CO2-Speicher
Constanze Álvarez, ARD alpha

Aber CO2 gelangt nicht nur durch einen physikalischen Prozess in die Tiefsee, sondern auch über einen biologischen Prozess. Dabei nehmen winzige, an der Wasseroberfläche schwimmende Algen CO2 auf und nutzen es zum wachsen. Bei der Photosynthese nutzt Phytoplankton die Energie der Sonne, um mit dem gasförmigen CO2 aus der Atmosphäre Biomasse aufzubauen. Stirbt das Phytoplankton ab, sinkt es hinab auf den Meeresboden und damit auch das in ihm gebundene CO2. Die abgestorbenen winzigen Teilchen bilden dabei Klümpchen, beispielsweise mit Fischkot zusammen. Experten nennen das klebrige Gemisch "Meeresschnee".

.Die Rolle des Meeres als größter CO2-Speicher
maribus gGmbH

Das Potential des Ozeans als CO2-Speicher nachhaltig nutzen
Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Ökosystem Meer in Gefahr - Ozeane werden warm und sauer
ARD alpha


Braunalgen (Fucoidan)

Der Blasentang, und hier besonders die Braunalgen (Phaeophyceae), übertreffen die CO2-Aufnahme die Wälder an Land und spielen deswegen eine entscheidende Rolle für die Kohlenstoffspeicherung.
Die Algen nehmen Kohlendioxid aus der Luft auf und nutzen den darin enthaltenen Kohlenstoff für ihr Wachstum. Bis zu einem Drittel des aufgenommenen Kohlenstoffs geben sie wieder ins Meerwasser ab (in Form zuckerhaltiger Ausscheidungen). Derr Schleimstoff (Fucoidan) der Braunalgenart "Blasentang" macht etwa die Hälfte der Ausscheidungen aus. Zudem ist Fucoidan so komplex, dass es nur schwer für andere Organismen nutzbar ist. So kommt es, dass der Kohlenstoff im Fucoidan nicht so schnell wieder in die Atmosphäre gelangt. Je nachdem, wie diese aufgebaut sind, werden sie entweder schnell von anderen Organismen genutzt oder sinken auf den Meeresgrund.

Braunalgenschleim ist gut fürs Klima
Max-Planck-Gesellschaft zur Förderung der Wissenschaften e.V.

Ungewöhnliche CO2-Speicher - Mit Algenschleim gegen den Klimawandel
Marina Weishaupt, The Walt Disney Company (Germany) GmbH

 
 
Unterirdische Speicherung von CO2 - CCS-Technologie

CCS steht für Carbon (Dioxide) Capture and Storage (Abscheidung und Speicherung von CO2). Die CCS-Technologie besteht aus den Prozessschritten "Abscheidung, Transport und Speicherung" von CO2. Die Grundidee ist, das aus fossilen Brennstoffen abgeschiedene CO2 dorthin zurückzubringen, wo es herkommt, in den tiefen geologischen Untergrund. Es soll dauerhaft der Atmosphäre entzogen werden. Damit die Speicherung von CO2 im Untergrund klimawirksam ist und nachteilige Folgen für Mensch und Umwelt ausgeschlossen werden können, muss das Treibhausgas für mehrere Jahrtausende unter der Erde verbleiben.

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Die CCS-Technologie besteht aus den Prozessschritten Abscheidung, Transport und Speicherung in tiefen geologischen Formationen.
Quelle: BGR

Da die Abscheidung des Kohlendioxids technisch sehr aufwändig ist, kommen nur große ortsfeste Industrieanlagen und Kraftwerke für diese Technologie in Frage. In Kraftwerken werden derzeit drei Verfahren erprobt:

die Abscheidung des CO2 aus dem Rauchgas nach der Verbrennung
die Abscheidung des CO2 aus dem Brennstoff vor der Verbrennung
die Verbrennung mit reinem Sauerstoff (Oxyfuel-Verfahren)

Bei allen Verfahren wird ein höherer Energieeinsatz benötigt, was zu einem Mehrverbrauch von Rohstoffen, einem verringerten Kraftwerkswirkungsgrad und dadurch zu gesteigerten Stromerzeugungskosten führt.
Nach der Abscheidung muss das CO2 zu den Injektionsbohrungen am Speicherstandort gefördert werden. Für den Transport größerer Gasmengen ist eine Pipeline die günstigste Variante. Die Trassenführung sollte möglichst entlang bestehender Pipelines erfolgen, um Aufwand und Kosten zu begrenzen.

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So sieht ein Speichergestein
in Nahaufnahme aus.

Quelle: BGR

Speichermöglichkeiten
Erschöpfte Erdgasfelder und tiefe Salzwasser führende Grundwasserleiter (salinare Aquifere) werden als die wichtigsten Speichermöglichkeiten für CO2 in Deutschland angesehen. Erschöpfte Erdgaslagerstätten bieten günstige Speichermöglichkeiten, da die Deckschichten erwiesenermaßen über Jahrmillionen Gase zurückhalten können, der Untergrund bereits gut bekannt ist und vorhandene Infrastruktur genutzt werden kann. Ehemalige Erdöllagerstätten sind aus ähnlichen Gründen ebenfalls gut geeignet, in Deutschland aber zu klein, um einen nennenswerten Beitrag zur CO2-Speicherung leisten zu können. Aufgrund ihrer weiten Verbreitung haben tiefe salinare Aquifere das größte Speicherpotential für die Verpressung von CO2.

Was ist CCS? - BGR

Abgeschlossene Speicherprojekte:

BW Speichermöglichkeiten BW
CASTOR European CASTOR project on the capture and geological storage of CO2
CO2-Aquifer Einfluss struktureller Heterogenitäten auf die Speicherkapazität von Kohlendioxid in Aquiferporenspeichern
CO2STORE Salinare Aquifere in Nordost-Deutschland
CSEGR Carbon Sequestration with Enhanced Gas Recovery
DYNAMIS Abscheidung und Speicherung von CO2 in Europa
GeoCapacity Informationssystem zur Lage von CO2. Quellen und Speichermöglichkeiten
GESTCO Geological Storage of CO2 from fossil fuel combustion
NRW Speichermöglichkeiten in NRW
Regionale Druckauswirkung der CO2-Speicherung in salinaren Aquiferen
UFOPLAN 2003 Bewertung von Verfahren zur CO2 Abscheidung und Deponierung
Informationssystem Speichergesteine für den Standort Deutschland – eine Grundlage zur klimafreundlichen geotechnischen und energetischen Nutzung des tieferen Untergrundes (Speicher-Kataster Deutschland)
Geothermie−Atlas zur Darstellung möglicher Nutzungskonkurrenzen zwischen CCS und tiefer Geothermie

Risiken der CO2-Speicherung - UBA
Gesetz zur Demonstration der dauerhaften Speicherung von Kohlendioxid

 
 
Pflanzenkohle ist kein Brennstoff

Das Heizen mit Holz wird zur Zeit zunehmend als Alternative zu Erdgas und Heizöl EL eingesetzt. Hier spielt wohl in erster Linie der Preis eine Rolle. Leider besteht auch immer noch die weit verbreitete Meinung, dass die Verbrennung von Holz (Scheitholz, Hackschnitzel, Pellets, Holzbriketts) klimaneutral sein soll. Die Holzverbrennung produziert aber neben Feinstaub- und Geruchsemissionen auch CO2- und andere klimarelevante Emissionen (z. B. Methan [CH4], Lachgas [N2O]).

Gehölze und Bäume bzw. Wälder sind eine Kohlenstoffsenke. Sie nehmen CO2 aus der Atmosphäre auf und binden bzw. speichern den Kohlenstoff im Holz. Es besteht immer noch die Meinung, dass nach dem Fällen und Verbrennen von Holz und Holzabfällen der Vorgang "klimaneutral ist, weil ja neue Bäume und Gehölze nachwachsen. Nur dauert das deutlich länger, als den Rohstoff zu verheizen.
Es ist also sinnvoll, Holz und andere Biomassen so einzusetzen, dass der gespeichete Kohlenstoff weiter bestehen bleibt. Hier bietet sich neben der Verwendung im Hausbau und in Möbel die Herstellung von Pflanzenkohle an, die vielseitig eingesetzt werden kann..


Quelle: Fachverband Pflanzenkohlen e.V.

Pflanzenkohle (Biokohle [Biochar], Schwarzerde) ist kein Brennstoff. Im Gegenteil, man kann mit Pflanzenresten (trockene Biomasse [Holzschnitt, Pflanzenreste, Küchenabfälle, Grünschnitt]) langfristig Kohlenstoff speichern und dadurch das Klima schützen. Außerdem haben sie, fachkundig eingesetzt, positive Eigenschaften auf den Boden und das Pflanzenwachstum.
Da Pflanzenkohle eine verkohlte Biomasse ist, die durch das Verbrennen unter Sauerstoffauschluss (Pyrolyse) oder Karbonisierung produziert und nicht zur Verbrennung benutzt wird, ist sie keine Holzkohle, da diese nur aus Holz hergestellt wird.

Pflanzenkohle – was ist das?
Fachverband Pflanzenkohlen e.V.


Pflanzliche Biomasse vor und nach der Pyrolyse
Quelle: Fachverband Pflanzenkohlen e.V.

Das Besondere an der Pflanzenkohle ist, sie lässt sich auch ohne jede Investition und allein mit natürlichen Baumaterialien herstellen. Mit dem "Erd-Kon-Tiki" lässt sich nach ca. 1 Stunde Zeitaufwand die erste Pflanzenkohle herstellen. Wer auf eine fertige Technologie zurückgreifen möchte, kann ab ca. 1000 Euro eine manuelle Kleinanlage erwerben.

Manuelle Jedermann-Anlagen

Für Profis (Landwirt*innen, Kommunen, Nutzer im industriellen Maßstab) eignen sich automatisierte Großanlagen, die nur einen geringen Personalaufwand erfordern. Diese Anlagen verfügen über geprüfte Abgassysteme. Die dort anfallenden Öle können abgeschiedenen und stofflich oder energetisch verwendet werden können.

Industrielle Produktionsanlagen

Pyrolyse ist im weitesten Sinne die Zersetzung von organischem Material in Moleküle und Elemente, unter Zuhilfenahme von hohen Temperaturen. Am häufigsten wird das Pyrolysekonzept jedoch bei der künstlichen Karbonisierung angewendet – die Aufkohlung organischer Stoffe durch thermische Verarbeitung von Biomasse ohne Luftzufuhr, bei einer Temperatur von 430 - 950 °C. Dabei ist es möglich feste (Biokohle), flüssige und gasförmige Produkte auf speziellen Geräten zu erhalten. Organische Abfälle (Scheitholz, Sägemehl, Gras, Laub, Teile von Bäumen und Sträuchern, Industrieabfälle, Abfallprodukte) und viele weitere Materialien können als Biomasse dienen.
Zur Herstellung von Biokohle wird das Karbonisierungsverfahren angewendet. Unabhängig von dem Karbonatisierungsverfahren wird die Biomasse zuvor dekontaminiert.
Die Wahl des Umwandlungsprozesses hängt von der Art und Menge der Biomasse und der gewünschten Form des Endprodukts ab. Auch die Energiegewinnung spielt bei der Wahl des Prozesses eine gewichtige Rolle.
Karbonisierungsanlagen haben ein hohes Maß an Flexibilität. Verschiedene Rohstoffe können verwendet werden, um große Mengen hochwertiger Biokohle herzustellen. Der Produktionsprozess zeichnet sich durch nahezu 100%-ige Kohlenstoffeffizienz aus, denn der Hauptteil des Kohlenstoffs aus organischer Biomasse wird in Biokohle umgewandelt.
Die automatisierten und kontrollierten SPSC-Retortenanlagen produzieren nicht nur hochwertige Kohlenstoffprodukte durch Aufbereitung von Bioabfällen, sondern erzeugt auch CO2-neutrale Wärme und Energie mit geringen Emissionen. Die Biomasse oxidiert bzw. brennt nicht aus. Gleichzeitig wird Pyrolysegas erzeugt, das in die spezielle Brennkammer eingeleitet wird, um Energie zu generieren. Diese wiederum kann auf verschiedene Art und Weise genutzt werden.Quelle: SPSC GmbH

Pyrolyse / Karbonisierung - SPSC GmbH


Schema einer Pyrolyse von Holzschnitzeln - Video - Infra Trace GmbH
Ein zentraler Schlüssel zum Klima - Infra Trace GmbH

Carbo-CAP-TEC
Die Carbo-Force Anlagen der Preetzer Firma Carbo-FORCE GmbH zur Herstellung von Pflanzenkohle (Biochar - Biokohle) ermöglichen durch lange Laufzeiten (bis 8000 Stunden pro Jahr) eine bestmögliche Auslastung. Eine integrierte Fernüberwachung erlaubt zudem Leistungsüberprüfung und -optimierung zu jeder Zeit, an jedem Ort.
Ein individuell einstellbarer, breiter Temperaturbereich innerhalb des CAP-TEC-Reaktors kann eine Vielzahl organischer und teils komplexer Inputstoffe verarbeiten. Von Altholz, über Gärreste, bis Klärschlamm sind Carbo-FORCE Anlagen individuell anpassbar und wartungsarm.
Nur zum Start des Verbrennungsprozesses und für externe Geräte wird Energie benötigt. Das CAP-TEC Verfahren benötigt im laufenden Betrieb keine externe Energie und operiert somit beinahe autark. Der Anspruch ist, die Kohlenstoffbindung soll ohne Energieaufwand möglich werden.

Neben den zur Zeit noch hohen Kosten ist die Gesetzeslage (wie z. B. auch bei der Biogasherstellung und anderen erneuerbaren Energien [z. B. Windkraftanlagen]) ein weiteres Hemmnis. In Deutschland darf Pflanzenkohle (Biochar), die nur aus Holz gewonnen wurde, landwirtschaftlich genutzt werden. Eigentlich sollten alle Abfall- und Reststoffe darauf überprüft werden, wie gut sie Kohlenstoff binden.


Laut Carbo-Force kann viel mehr pyrolisiert werden, als in Deutschland momentan noch erlaubt ist.
Quelle: Carbo-FORCE GmbH
Pflanzenkohle: Wertvoller Stoff gegen die Erderwärmung - Norddeutscher Rundfunk

Inputstoffe

Biochar (Biokohle) nach der Karbonisierung

Carbo-CAP-TEC Anlage
Quelle: Carbo-FORCE GmbH

Neben Biochar (Biokohle), produzieren die Carbo-Force Anlagen Energie in verschiedenen Formen. Im Prozess wird weitaus mehr Wärmeenergie erzeugt, als für den Carbonisierungsprozess benötigt wird. Restwärme kann daher problemlos als Fernwärme genutzt, oder als Wasserdampf über ein Blockheizkraftwerk in Strom, zum eigenen Verbrauch oder zur Einspeisung ins Netz, umgewandelt werden.
Gleichzeitig wird im Prozess Schwelgas freigesetzt, das nur zum Teil für die partielle Oxidation und Direktbefeuerung benötigt wird. Überschüssiges Gas wird abgeführt und kann als Produktgas für die Energieerzeugung und andere Zwecke genutzt werden.

Die Carbo-FORCE-Anlage reduziert den CO2-Ausstoß, indem das Treibhausgas in der Biochar dauerhaft gebunden wird. Damit produziert die Anlage aktiv Carbon Credits (handelbare Zertifikate), die am Markt anboten oder für die Erreichung interner Klimaziele, genutzt werden können.
Der in Form von Biochar gebundene Kohlenstoff gilt als ein zukunftsweisender Einsatzstoff. In der Landwirtschaft kann er als Bodenverbesserer und Futterkohle verwendet werden. Seine wasserspeichernde Eigenschaft kann helfen, die grüne Infrastruktur von Städten zu schützen und findet sogar Einsatz im nachhaltigen Bausektor.
Die Carbo-CAP-TEC Anlagen können eine große Bandbreite verschiedener Inputstoffe abdecken, um sich optimal an regionale Versorgungslagen und Entsorgungsszenarien anzupassen. Die verwendbaren Inputstoffe reichen von (Alt-)Holz, über Pferdemist, Hühnerkot bis hin zu Gärresten oder Klärschlamm. Beinahe alle organischen Stoffe können verwertet werden.
Im Gegensatz zu den meisten Pyrolysemethoden, können auch korrosive Inhaltsstoffe problemlos carbonisiert werden. Eine Abgasrezirkulierung verhindert hier ein Verschlacken der Brennkammer.

Carbo-CAP-TEC - Kohlenstoff neu entdecken
Carbo-FORCE GmbH

Pflanzenkohle ist ein richtiges Wundermittel. Sie kann CO2 binden, sie kann als Dünge- und Futtermittel sowie Bodenverbesserer dienen. Bereits vor über 2.000 Jahren wurde sie von indigenen Völkern aus Südamerika verwendet. Im ersten Schritt wird ausgewählt, welche Biomasse verbrannt werden soll. Wir empfehlen vor allem alte Äste zu verbrennen, beispielsweise von Obstbäumen. Meist fällt beim Schnitt der Bäume einiges an Holz an. Dieses muss man keinesfalls wegschmeißen, sondern kann es ganz bequem weiterverwenden, um Pflanzenkohle herzustellen. Dabei ist wichtig, dass die Biomasse trocken ist, bevor man mit dem Verfahren beginnt.

Wie stelle ich Pflanzenkohle her?


Pflanzenkohle abkülen lassen
Quelle: Naturefund e. V.
Pflanzenkohle - Naturefund e. V.

Pflanzenkohle – Wirksamer Klimaschutz trotz Hype?
Dierk Jensen, John Deere Walldorf GmbH & Co. KG

Pflanzenkohle hilft Klima und Boden
Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)

Grundlagen Pyrolyse 1: Pflanzenkohle und ihre Klimawirkung
terrabc - Hubert Würsch, Verein agrikultura

 
 
Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.
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