Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Techn. Biowissenschaften
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SCB 2 Gas: Vergasung von Zuckerrohrbagasse zur Erzeugung eines Synthesegases für die Kraftstoffproduktion

Projektbeschreibung

Die Zuckerrohr-Wertschöpfungskette bietet einmalige Rahmenbedingungen bezüglich der Verfügbarkeit und Versorgung von Biomasse für die Umwandlung von Reststoffen in hochwertigen Chemikalien und Biotreibstoffen an.

Die Firma FITROLEUM wurde mit dem Ziel gegründet, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit, sowie die wichtigsten umweltrelevanten Auswirkungen von der Produktion von 2. Generation Biotreibstoffen aus Reststoffen aus der industriellen Zuckerrohrverarbeitung über Biomassevergasung und Fischer-Tropsch Synthese zu untersuchen: ein “Biomass-to-Liquids” (BtL) Anlagenkonzept in kommerzieller Skala.

Eine der wichtigsten Prämissen dieses Vorhabens ist ein integrierter Betrieb der BtL- mit der Zuckerrohranlage. Diese integrierte Betriebsweise berücksichtigt folgende Schlüsselaspekte:   

 

  • Die volle Menge an Reststoffen aus einer Zuckerrohrverarbeitungsanlage, insbesondere Zuckerrohrbagasse und -stroh, wird für den Betrieb der BtL Anlage verwendet. Da keine weiteren externen Biomassequellen für die Versorgung des Betriebs notwendig sind, werden Logistikkosten zur Biomasseversorgung minimiert (ggf. eliminiert).

 

  • Strom und Prozessdampf werden in ausreichender Menge für den Betrieb der BtL- und Zuckerrohrverarbeitungsanlagen produziert. Dies ermöglicht einen autarken Betrieb der Anlagen, d.h. unabhängig von externer Energieversorgung. Anlagenkonfigurationen basierend auf dem “Polygeneration”-Konzept wurden in diesem Zusammenhang untersucht: durch Wärmerückgewinnung und partielle Nutzung vom Produktgas werden entsprechende Mengen an Strom und Prozessdampf erzeugt, um diesen autarken Betrieb zu ermöglichen.   

 

Das BtL Anlagenkonzept besteht aus den folgenden drei Kernmodulen:

 

  • Biomassevergasung
  • Reinigung und Konditionierung des Produktgases
  • Fischer-Tropsch Synthese

 

Peripheres und „Utility“ Equipment ergänzen die Anlagenkonfiguration.

 

Biomassevergasung stellt ein der Kernelemente dieses Umwandlungspfades dar. Das neue Reaktordesign G-volution eröffnet die Perspektive, Biomassereststoffe „in-natura“ direkt in hochqualitatives Syngas zu konvertieren.

Ein Technologie-Reifungsprogram wurde gemeinsam mit der TU Wien aufgesetzt, um einen risikoarmen Übergang durch experimentelle Validierung und Technologie-Demonstration zu ermöglichen, d.h. von wissenschaftliche F&E bis hin zur Hochskalierung, Implementierung und Rollout des neuen Designs in großkommerzieller Skala.

In dem Zusammenhang dieses Reifungsprogramm wurde eine neuen Technikumsanlage in der TU Wien in Sommer 2015 kommissioniert. Eine Reihe von Versuchen wurde seitdem durchgeführt – mit unterschiedlichen Sorten von Biomasse und Reststoffen, sowie variierende Betriebsparametern. Das Projekt SBC 2 Gas fasst die ersten Versuche mit Zuckerrohrbagasse um.

Die Bewertung des vorgeschlagenen integrierten Konzeptes zeigt klare positive Perspektive bezüglich technischer Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit, sowie positive umweltrelevante Auswirkungen. Die Hauptannahmen in Bezug auf Machbarkeit konnten daher bestätigt werden. Es muss dennoch festgehalten werden, dass wesentliche Forschungs- und Entwicklungsschritte noch erforderlich sind, um die experimentelle Validierung zu ergänzen und eine vollständige Demonstration des technologischen Konzeptes zu erreichen. Die Finanzierung dieser F&E Aktivitäten stellt eine der wichtigsten Herausforderungen im Zusammenhang mit dem hier erwähnten Technologie-Reifungsprogramm dar.

 

 

Abbildung 1: Zuckerrohrbagasse als Brennstoff für die Zweibett-Wirbelschicht-Dampfvergasung

Abbildung 2: 100 kW Vergasungsanlage der TU Wien
Abbildung 3: Produktgaszusammensetzung bei der Vergasung von Zuckerrohrbagasse (SCB) mit Olivin und Kalziumoxid als Bettmaterial (Quelle: Schmid et al. 2016 EUBCE 2016, Benedikt et al. Minisymp.VT 2017)
Abbildung 4: Teergehalt im Produktgas bei der Vergasung von Zuckerrohrbagasse (SCB) mit Olivin und Kalziumoxid als Bettmaterial (Quelle: Schmid et al. 2016 EUBCE 2016, Benedikt et al. Minisymp.VT 2017)
 

Projektpartner und finanzielle Unterstützung:

  • Fitroleum Biochemicals GmbH

 

Kontakt:

Johannes Schmid

Mitarbeiter:

Cesar Aguiari

Ralf Lattouf

Stefan Müller

Josef Fuchs

Maximilian Kolbitsch

Hermann Hofbauer

Projektstatus:

abgeschlossen