Forschung und Entwicklung zu Pflanzenkohlen / Biokohlen durch Karbonisierung / Pyrolyse

• Testung der Eignung von Einsatzstoffen zur Karbonisatherstellung auf eigenen thermochemischen Konversionsanlagen, insbesondere Pyrolysereaktoren
• Unterstützung bei der Auswahl vorhandener Biomassen / biogener Reststoffe zur Herstellung von Pflanzenkohlen​
• Datenbank mit Versuchsergebnisse zu über 70 getesteten Einsatzstoffen

• Entwicklung, Konstruktion und Prototypenbau von eigenen und externen Karbonisierungsanlagen / Pyrolyseanlagen
• Unterstützung bei Anlagenkonzeption, Inbetriebnahme und Scale-Up
• Beratung zur Verwertung und Aufbereitung von ggf. anfallenden Sekundärprodukten (Gas, Öl, Prozesswasser)
• Unterstützung bei der Technologieintegration in bestehende Prozesse
• Testkampagnen und Optimierung von Anlagen im eigenen Technikum oder extern

• Analyse und Qualitätsbeurteilung von Karbonisaten
• Aufbereitung und Veredelung der Karbonisate zu Produkten mit spezifischen Eigenschaften anhand definierter Parameter
• Evaluation und Auswahl geeigneter Pflanzenkohlen für eine bestimmte Anwendung
• Voruntersuchungen / Voranalytik für Zertifizierungsprozesse von Pflanzenkohlen​

• Technische Bewertung und Beratung bei der Auswahl von Karbonisat-Herstellungsverfahren und -anlagen​
• Potenzialstudien und Wirtschaftlichkeitsabschätzungen​

Bodenanwendungen

Pflanzenkohlen können mit dem Ziel der Kohlenstoffspeicherung oder der Bodenverbesserung Anwendung im landwirtschaftlichen Kontext finden. Wichtig bei einer solchen Anwendung sind je nach Zweck die physikalischen und chemischen Eigenschaften der jeweiligen Pflanzenkohlen, die Einhaltung von Grenzwerten nach internationalen Richtlinien und eine entsprechende Zertifizierung.

Bau- und Werkstoffe

Als Füller in Beton, Asphalt oder Kunststoffen zur Reduzierung des CO₂-Fußabdrucks der Produkte oder zur gezielten Veränderung der Produkteigenschaften.  Porosität, Korngrößenverteilung, Haftverhalten und Auswaschungsverhalten von Schadstoffen spielen hier eine große Rolle. Diese Eigenschaften können durch gezielte Aufbereitung modifiziert werden. Hierfür bieten wir verschiedene Verfahren an.  ​

Metallurgie

Kohle aus fossilen Quellen ist ein wichtiger Einsatzstoff in der Industrie, z.B. in der Sinteranlage zur Herstellung von Eisenerzagglomeraten, im Elektrolichtbogenofen als Einblas- bzw. Einsatzkohle oder als Legierungskohle zur Einstellung des Kohlenstoffgehalts des Stahls. Zur Erreichung einer CO₂-neutralen Stahlherstellung spielt der Ersatz fossiler Kohlen durch Pflanzenkohle eine große Rolle. Entscheidende Parameter hierfür sind der Aschegehalt, die Menge der flüchtigen Bestandteile, der Brennwert, die Partikelgröße sowie die Reaktivität. Die Auswahl geeigneter Einsatzstoffe sowie die Prozessparameter bei der Umsetzung der Biomasse zur Erzeugung der Pflanzenkohle ist daher entscheidend.

Thermische Verwertung

Ob bei einer Verbrennung oder Vergasung der Pflanzenkohle zur Erzeugung von Prozesswärme oder Elektrizität ist der Heizwert, der Anteil an Kohlenstoff bzw. der Aschegehalt entscheidend. Gemeinsam mit Ihnen bewerten wir die Eignung und ggf. Optimierung der anfallenden Karbonisate für eine effiziente thermische Verwertung.  ​

Rückgewinnung von Wertstoffen

Biomassen und biogene Reststoffe enthalten zum Teil kostbare Nährstoffe wie Stickstoff, Phosphor oder Kalium. Im Rahmen einer Deponierung gehen diese für eine zielgerichtete Anwendung verloren. Durch eine pyrolytische Umsetzung können aus den Einsatzstoffen diese Nährstoffe gezielt entweder aus der Pflanzenkohle selbst oder den vorhandenen Nebenströmen (Gas, Öl, Wasser) zurückgewonnen und zielorientiert weiterverwendet werden.

Die Behandlung von Biomassen mittels eines thermischen Verfahrens (technische Pyrolyse oder hydrothermale Karbonisierung) führt zu einer Steigerung des relativen Kohlenstoffgehalts. Die so entstehenden Produkte bezeichnet man allgemein als Karbonisate, je nach Einsatzstoff ist auch der Begriff Biokohle oder Pflanzenkohle gebräuchlich. Zur Abgrenzung von Kohle aus fossilen Quellen, wird jedoch die Bezeichnung »Biomassekarbonisat« bevorzugt.

Kohlenstoffträger, die in Landwirtschaft oder Tierhaltung direkt als Stoff genutzt und eingesetzt werden können, definiert man als Pflanzenkohle. Bei deren Erzeugung kommen ausschließlich unbelastete Biomassen zum Einsatz.

Werden die Karbonisate durch Pyrolyse als Verfahren zur thermischen Behandlung erzeugt, so werden die entstehenden Produkte als Pyrolysekohle (oder auch Pyrolysekoks) bezeichnet. Bei holzartigen Einsatzstoffen und langsamen Heizraten im Pyrolyseprozess, erhält man als Produkt Holzkohle.

Der Begriff Terra Preta wird z.B. auch im Rahmen der landwirtschaftlichen Nutzung von Pflanzenkohle verwendet. Hierunter versteht man einen stark durch Menschen beeinflussten Boden, der im Amazonasbecken vorzufinden ist und durch in ihn eingebrachte Karbonisate aus Biomasse besonders fruchtbare Eigenschaften besitzt.

Kohlenstoffhaltiges Material kann auch durch Biomassevergasung erzeugt werden. Diese Produkte bezeichnet man als Vergaserkoks. Dieser Begriff kann auch im Zusammenhang mit anderen, z.B. fossilen Produkten genutzt werden, und ist nicht rein auf Produkte aus Biomasse bezogen.