Thermolyseanlagen: Ein geschlossenes Kreislaufsystem zur Produktion von Energie und Pflanzenkohle

Thermoyseanlage von innen
Thermolyseanlage von innen
Foto: Naturefund

Pyrolyse ist ein Verfahren zur Verkohlung von Biomasse. Thermolyse ist eine Form der Pyrolyse, wobei die Biomasse über Zuführung von Wärme verkohlt wird. Dabei entstehen Wärme, optional auch Strom und Pflanzenkohle. Naturefund will gemeinsam mit Kommunen eine Thermolyseanlage für CO2-neutrale Energiegewinnung bauen.

Was ist die Thermolyse?

Unter dem Begriff Thermolyse versteht man die thermochemische Spaltung organischer Verbindungen. Dabei wird organische Biomasse unter Ausschluss von Sauerstoff hohen Temperaturen zwischen 500 und 900 Grad Celsius ausgesetzt. Die starke Hitze erzeugt einen Bindungsbruch größerer Moleküle und zerlegt diese in kleinere. Die organische Substanz verwandelt sich dabei in Gas und feste Reststoffe. Dieser feste Reststoff besteht vor allem aus Kohlenstoff und wird Pfanzenkohle genannt. Er ist sehr stabil, wird kaum organisch abgebaut und sorgt somit dafür, dass der in der Pflanzenkohle gebundene Kohlenstoff nicht in die Atmosphäre entweicht.

Als Biomasse können organische Reststoffe wie Grünschnitt, Reste aus der Landwirtschaft und der Lebensmittelindustrie bis hin zu Klärschlamm verwendet werden. Viele dieser Reststoffe gelten normalerweise als Abfall. Mit dem Verfahren der Thermolyse können sie in höherwertige Produkte wie beispielsweise Wärme und Pflanzenkohle umgewandelt und damit fast vollständig wiederverwertet werden. Der Vorteil: Wird Kohlenstoff in Form von Pflanzenkohle fixiert, kann er beispielsweise im Boden als Kohlenstoffsenke deponiert und somit der Atmosphäre langfristig entzogen werden - eine Wunderwaffe gegen den Klimawandel

Das thermolytische Verfahren bietet ein großes Potenzial zur Treibhausgasreduktion. Im Vergleich dazu entstehen bei der Verbrennung organischer Reststoffe durch die Verbindung mit Sauerstoff große Mengen Kohlendioxid CO2. Auch bei der Verrottung organischer Abfälle entsteht CO2 und teilweise sogar das noch klimaschädlichere Methan. Im Vergleich dazu ist die Thermolyse von biologischen Reststoffen klimapositiv. Durch die Umwandlung von Abfall in Pflanzenkohle als einen zentralen Baustein entsteht zusätzlich eine geschlossene Kreislaufwirtschaft. Das Verfahren der Thermolyse bzw. Pyrolyse kann in jedem Garten z. B. mit einem Kiln oder für die industrielle Nutzung auch in Großanlagen angewendet werden. 

Alternative für fossile Energieträger

Neben Pflanzenkohle kann die bei der Thermolyse entstehende Wärme zu Heizzwecken genutzt oder in Elektrizität umgewandelt werden. Thermolyseverfahren werden daher als aussichtsreiche und zukunftsweisende Technologie eingestuft. Indem vermehrt organische Reststoffe zur Herstellung von Energie genutzt werden, können fossile Energieträger, wie Öl und Gas, ersetzt werden.

Industrielle Produktionsanlagen zur Herstellung von Pflanzenkohle

Für die Herstellung von Pflanzenkohle im industriellen Maßstab eignen sich automatisierte Großanlagen. Geeignete Standorte können beispielsweise Kompostwerke, Stadtgärtnereien, Bauernhöfe, Gemeinden, Klärwerke oder Abfallentsorger sein. Nachfolgend wird eine industriell produzierende Thermolyseanlage vorgestellt, ein innovatives Verfahren, das von Naturfund aktuell unterstützt wird:

Carbo-Force:

Als Input der Carbo-Force Thermolyseanlagen eignet sich eine Bandbreite verschiedenster organischer Materialien von (Alt-)Holz, Grünschnitt, Lebensmittelresten, über Pferdemist bis hin zu Gärresten oder Klärschlamm. Die gehäckselte Biomasse wird in einem entsprechenden Reaktor luftdicht verschlossen und anschließend Wärme zugeführt. Da kein Sauerstoff im Reaktor vorhanden ist, wird das Verbrennen der organischen Bestandteile verhindert. Zeitgleich entsteht im Reaktor ein leichter Unterdruck, durch den der organischen Masse die Gase entzogen werden, welche dann in eine Brennkammer aufsteigen und dort verbrannt werden. Das Ergebnis: Es entsteht Energie. Die Biomasse wird durch diesen Prozess in der Thermolyseanlage innerhalb kürzester Zeit zu heißen Dämpfen und Pflanzenkohle umgesetzt. Aus 240 Kilogramm Hackschnitzeln entstehen so etwa 65 bis 70 Kilogramm Pflanzenkohle. Eine Tonne Pflanzenkohle kann je nach Ausgangsmaterial um die 3,6 Tonnen CO2 binden.

Der Output der Anlage lässt sich auf drei wesentliche Gruppen zusammenfassen: Neben 1. Pflanzenkohle produzieren die Anlagen von Carbo-Force 2. Energie in Form von Wärme, Dampf, Strom und Synthesegas. Nur ein kleiner Teil der im Prozess erzeugte Wärme wird für das Thermolyseverfahren benötigt. Die restliche Wärme kann als Fernwärme genutzt oder mit Hilfe von Wasserdampf in Strom umgewandelt werden. Bei dem Prozess wird auch Schwelgas freigesetzt, welches abgeführt werden und als Produktgas für die Energieerzeugung und andere Zwecke genutzt werden kann. Die 3. Output-Gruppe des Thermolyseverfahrens stellt die Möglichkeit der Reduzierung von CO2 dar, indem Treibhausgase in der Pflanzenkohle dauerhaft gebunden werden. Die Anlage produziert damit CO2-Assets, die sich zur Kompensation eignen oder am Kompensationsmarkt angeboten werden können. 

Die Rolle von Naturefund

Die Herstellung von Pflanzenkohle und Energie mittels der Thermolyse ist ein wichtiger Schritt hin zum Schließen von Wirtschaftskreisläufen, zur CO2-neutralen bzw. CO2-negativen Herstellung von Energie sowie zum aktiven Klimaschutz. Naturefund unterstützt daher die Vermittlung der Anlage an beispielsweise Landkreise oder Kommunen und verbindet in einem nächsten Schritt diese Kommunen mit Landwirten. Die bei der Thermolyse entstehende Pflanzenkohle kann in landwirtschaftlich genutzte Böden eingearbeitet werden, damit zum Humusaufbau beitragen und das Pflanzenwachstum und die Pflanzengesundheit verbessern. Landwirte werden unterstützt, weniger Dünger und Pestizide einzusetzen - ein aktiver Beitrag zum Naturschutz. Ein weiterer immens wichtiger Aspekt: Die Pflanzenkohle ist reiner Kohlenstoff, der in den Boden eingearbeitet dort stabil für über 1.000 Jahre und länger verbleibt. Pflanzenkohle aus organischen Abfällen zu erstellen und in den Boden einzuarbeiten, ist damit eines der wichtigsten Mittel für den Klimaschutz der Zukunft!

Förderung durch die Deutsche Postcode Lotterie

Dieses Projekt will den Klimschutz der Zukunft fördern. Die Durchführung ist möglich, dank der Förderung der Deutschen Postcode Lotterie.

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