Im Frühjahr 2003 startete am CUTEC-Institut der Aufbau einer Anlage zur thermochemischen Konversion von Biomasse mit folgender Synthesegasreinigung. Aufgabe sollte die Produktion eines reinen Gases als Input für eine anzuschließende Fischer-Tropsch-Synthese (Abk.: FTS) sein. Die FTS stellt ein Rohprodukt her, welches alle wesentlichen Komponenten des Kraftstoffes Diesel enthält und der daher in einer weiteren Aufarbeitung gewonnen werden kann. Die Anforderungen des Niedersächsischen Umweltministeriums als Auftraggeber des zugehörigen Vorhabens lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1. Die Vergasungseinheit muss robust sein, um sowohl eine breite Palette an Biomasse als auch Klärschlamm verarbeiten zu können. 2. Zumindest die Vergasungseinheit sollte auf hohe Maßstäbe Scale-Up-fähig sein. 3. Die Abgasreinigung sollte einfach gestaltet sein, um die Kosten zunächst gering zu halten und erst einmal die prinzipielle Funktionsfähigkeit der Linie nachzuweisen. 4. Das Projekt sollte den Grundstein für weitere Projekte, auch auf europäischer Ebene, bilden. Zwischenzeitlich konnten alle wesentlichen Ziele erreicht werden. Die Robustheit der ausgeführten Vergasungseinheit ist unbestritten, ihr Scale-Up ist durchführbar. Die Funktionsfähigkeit der Linie konnte mit der Produktion von FTS-Rohprodukt seit Juli '05 nachgewiesen werden. Die Aufnahme in ein bedeutendes europäisches Projekt gelang, weitere nationale Arbeiten folgten bzw. sind in Vorbereitung. Einige der derzeit im Technikum erfolgreich betriebenen Verfahrensstufen sind für die Umsetzung in den großtechnischen Maßstab nur bedingt geeignet. Beispielsweise arbeitet die Feinreinigungsstufe zwar sehr effizient, jedoch würden bei einer größeren Anlage nicht unerhebliche Abfallströme an irreversibel verunreinigten Sorbentien entstehen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit durch Abtrennen von Kohlendioxid (C02), welches bei der Vergasung zwangsläufig entsteht, die Effizienz der nachfolgenden Syntheseanlage (z.B. Fischer-Tropsch-Kraftstoff oder Methan) signifikant zu steigern. Aufbauend auf und den damit verbundenen Zuarbeiten und Stellungnahmen von Anlagenbauern soll die Technikumsanlage auf einen Stand gebracht werden, der a) die Produktion eines reinen Synthesegases ermöglicht und b) die Sammlung von Erfahrungen sowie die Weiterentwicklung/Anpassung der Aggregate an diese spezielle Aufgabenstellung zwecks Dimensionierung großtechnischer Anlagen ermöglicht. Dazu sollen sowohl Modifizierungen bestehender Verfahrensschritte (Heißgasfilter, RME-Wäscher, Hydrocracker) als auch grundlegende Erweiterungen (Wassergas-Shift-Reaktor, COS-Hydrolyse, Oxidative Wäsche, Selexol-Wäsche) durchgeführt werden. Primäres Ziel ist es, im folgenden Betrieb im Rahmen der gesamten Kette die Optimierung der Aggregate durchzuführen und eine Basis für großtechnische Anlagen liefern zu können. usw.
Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Machbarkeit eines innovativen Prozesses zur Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse oder anderweitiger Biomasse wie z.B. Gärresten aus Biogasanlagen. Ein neuer Ansatz zur Erzeugung biologischen Methans ist die Kopplung der mikrobiologischen Methanisierung mit einer thermischen Vergasung bzw. einem thermochemischen Konversionsverfahren. Dabei soll das Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung bzw. Reforming mit Mikroorganismen in Methan umgesetzt werden. Zu klären ist hierfür, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen. Das Projekt wird mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung schließen, um aufbauend auf die Projektergebnisse die Realisierung einer ersten Demonstrationsanlage anzustreben. Um die technische Machbarkeit dieses Konzeptes nachzuweisen, soll insbesondere geklärt werden 1. inwieweit im Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid und höhere Kohlenwasserstoffe (Teere) durch die eingesetzten Archaeen/Bakterien umgesetzt werden, 2. Wie effizient die in Asche- und feinsten Kokspartikeln enthaltenen Nährstoffe für Mikroorganismen verfügbar gemacht werden können und 3. Für welche Einsatzbereiche und Anlagenkonzepte erste Pilotprojekte wirtschaftlich umgesetzt werden können. Dazu konzipiert und konstruiert die Fa. MicroPyros GmbH einen mobilen Methanisierungs-Fermenter für den Einsatz im Labormaßstab an einer vorhandenen Kleinvergaseranlage am EVT. Darüber hinaus stellt MicroPyros einen Micropyros-Booster für einen Langzeittest an der 80 kW Thermo-katalytischen Reforming-Einheit (TCR®) bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg zur Verfügung.