Das Pyrolyse-Verfahren: Thermische Zersetzung ohne Sauerstoff
Die industrielle Pyrolyse ist ein thermochemisches Verfahren, bei dem organische Materialien unter sehr hohen Temperaturen (üblicherweise zwischen 300 °C und 900 °C) zersetzt werden, ohne dass Sauerstoff zugeführt wird. Dieser Ausschluss von Sauerstoff ist entscheidend, da er die Verbrennung verhindert und stattdessen eine kontrollierte Zersetzung oder Depolymerisation (Aufspaltung großer Moleküle) des Materials ermöglicht.
Funktionsweise und Produkte
Der Prozess findet in einem speziellen, hermetisch abgeriegelten Reaktor statt. Die Hitze spaltet die chemischen Verbindungen des Einsatzmaterials in einfachere, nutzbare Komponenten auf:
Gasförmige Produkte (Synthesegas): Ein brennbares Gasgemisch, das hauptsächlich Wasserstoff (H2), Kohlenmonoxid (CO) und Methan (CH4) enthält. Dieses Gas wird zur Erzeugung von Wärme und zur Energieversorgung des Pyrolyse-Reaktors selbst genutzt (Prozesswärme).
Feste Produkte (Kohlenstoff-Rückstand): Ein poröser, kohlenstoffreicher Feststoff.
Je nach Input und Verfahrensparametern kann auch Pyrolyse-Öl entstehen, das gerade in der Kunststoffindustrie eine große Rolle spielt (chemisches Recycling).
Biomasse-Pyrolyse: CO2-Bindung + Wärme + Pflanzenkohle
Unser Verfahren konzentriert sich auf die Pyrolyse von Biomasse, also nachwachsenden Rohstoffen wie Holzreste, Stroh oder landwirtschaftliche Nebenprodukte.
Durch die präzise Einstellung des Pyrolyse-Reaktors (insbesondere durch die Steuerung der Temperatur und der Verweilzeit des Materials) ist es möglich, die Entstehung flüssiger Produkte (Pyrolyseöl) zu minimieren oder vollständig zu verhindern. Dadurch wird der Prozess vereinfacht und liefert zwei primäre, hochreine Produktströme.
1. Pflanzenkohle oder BioChar (Fester Kohlenstoff-Rückstand)
Pflanzenkohle ist ein hoch stabiles, poröses Material mit einem sehr hohen Kohlenstoffanteil – in der Regel zwischen 80 und 90%.
- Anwendung: Pflanzenkohle hat vielfältige Anwendungen. Sie wird unter anderem als effektiver Bodenverbesserer eingesetzt, der die Wasserspeicherfähigkeit und Nährstoffbindung von Acker- und Waldböden signifikant erhöht.
- Vorteil Klimaschutz: Da der Kohlenstoff in der Biomasse in eine stabile Form überführt wird, trägt die Biokohle-Einbringung langfristig zur Bindung von Kohlenstoff im Boden bei (Carbon Capture and Storage – CCS), wodurch CO2 dauerhaft aus der Atmosphäre entfernt wird.
2. Wärme in Form von Synthesegas
Das entstehende Synthesegas wird in Wärmeenergie umgewandelt.
- Anwendung: Die Wärme wird direkt von Industriebetrieben als Prozesswärme verwendet, wodurch diese deutlich Energiekosten sparen, oder ins lokale Wärmenetz eingespeist. Außerdem dient es als primärer Wärmelieferant zur Aufrechterhaltung der benötigten Reaktionstemperatur im Reaktor.
- Vorteil Wärmelieferung: Die entstehende Energie ist nicht nur erneuerbar, sondern sogar CO2-negativ, weil im Pyrolyse-Prozess Kohlenstoff aus dem Kreislauf entzogen und fest gebunden wird.
- Vorteil Energie-Aurtarkie: Durch die interne Nutzung der Energie arbeitet die Anlage energieautark und benötigt keine externen Brennstoffe für den Betrieb.
Dieses optimierte Pyrolyse-Verfahren ermöglicht eine effiziente Kreislaufwirtschaft für Biomasse, die ökologischen Nutzen (Nachhaltige Energie, Bodenverbesserung und CO2-Bindung) mit einem energieautarken Betrieb verbindet.