Biomassevergasung nach dem FICFB-Verfahren

Das Interesse an der Nutzung von Biomasse als Energiequelle und als Rohstoff hat in letzter Zeit stark zugenommen. Ursachen sind der starke Anstieg der Preise für fossile Brennstoffe und das Interesse an der Verminderung von CO2-Emissionen.

Bei der Verbrennung von Biomasse wird nur die Menge an Kohlensäure freigesetzt, die zuvor beim Wachstum der Pflanze der Atmosphäre entzogen wurde. Der Einsatz von Biomasse führt netto zu keiner CO2-Emission.

Unter diesen Voraussetzungen hat es größere Anstrengungen gegeben, Verfahren zur Nutzung von Biomasse zur technischen Reife zu entwickeln. Nach unserem Wissen hat das FICFB-(Fast Internal Circulating Fluidzed Bed) Verfahren den ausgereiftesten Entwicklungsstand. Eine nach diesem Verfahren gebaute Anlage versorgt seit dem Jahr 2001 die Ortschaft Güssing in Österreich mit Strom und Fernwärme. Dabei werden Holzhackschnitzel in einem Wirbelschichtreaktor mit Wasserdampf vergast, wobei ein mineralischer Wärmeträger die notwendige Wärme zuführt. Bei der Vergasung lagert sich Koks auf dem Wärmeträger ab. Der Wärmeträger wird in einem zweiten Wirbelschichtreaktor mit Luft abgebrannt, wobei die Temperatursteigerung des Wärmeträgers den Wärmebedarf der Vergasungsreaktion deckt. In der Güssinger Anlage werden über die Hackschnitzel 8 MW an Heizwert zugeführt. Das erzeugte Gas wird in einem Gasmotor verbrannt, ein angeschlossener Generator erzeugt 2 MW an Strom. Bezieht man die Fernwärme in die Energiebilanz mit ein, dann beträgt der Gesamtwirkungsgrad der Anlage über 80 %. Versuchs- und Technikumsanlagen sind im Betrieb und in Planung mit dem Ziel, das Produktgas anstelle zur Stromerzeugung entweder zur Umwandlung in Methan (Erdgas-Ersatzgas) oder in flüssige Treibstoffe zu verwenden.

Das Verfahren wird gegenwärtig mit Unterstützung der Europäischen Union weiterentwickelt. Dabei ist die wichtigste Neuentwicklung der Einsatz eines besonders ausgewählten und vorbehandelten Kalks als Wärmeträger. Der Kalk beschleunigt die Vergasungsreaktion – dadurch kann die Temperatur um 150 °C gesenkt werden – und absorbiert Kohlensäure. Durch den Entzug von Kohlensäure steigt der Heizwert des Gases auf über 15 MJ/m3(STP), der Wasserstoffgehalt steigt auf über 70 %, so dass das Produktgas dazu verwendet werden kann, reinen Wasserstoff zu erzeugen. Das weiterentwickelte Verfahren hat die Bezeichnung AER-Verfahren (Absorption Enhanced Reforming). Gegenwärtig wird in Baden-Württemberg eine Anlage auf der Grundlage von 10 MW Heizwert-Zufuhr geplant. Der elektrische Wirkungsgrad wird durch Einsatz einer ORC-Stufe (Organic Rankine Cycle) auf 30 % gebracht. Für die weitere Entwicklung des Verfahrens sind verschiedene Arbeitspakete definiert. Dazu gehört auch die Anpassung des Verfahrens für den Einsatz geringwertiger Rohstoffe wie zum Beispiel Stroh.