Upload
vomien
View
226
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Techniken zur Biokohle-Herstellung
Vortrag zum Abschlussworkshop TerraBoGa
Dipl.-Ing. Jörg Rüdiger
23.06.2015 1
Gliederung
1. Kohlenstoffspeicherung und Süd-Nord-Technologietransfer
2. Verfahren zur Biokohle-Herstellung
3. Methodik der Szenarien-Entwicklung
4. Ausblick: Sondergebäude mit Tier- und Pflanzenbesatz
23.06.2015 2
Yacouba Sawadogo, Region Yatenga, Burkina Faso
Kleinbäuerliche Landwirtschaft im Sahel: gelebte Nachhaltigkeit
Quelle: Andrea Borgarello, http://www.odditycentral.com/
Jeder Boden ist ein lebendiger Organismus.
23.06.2015 4
Biokohle (BK) - Herstellung in Kleinholzvergasern
Quelle: Kaskad-E GmbH, Bedienungsanleitung
Primärluft
Sekundärluft (2)
Sekundärluft (3)
23.06.2015
Sekundärluft (1)
5
Biokohle aus Vergasung = partielle Verbrennung
Gase / Dämpfe
Feststoff
Staub-/ Kokspartikel
Ruß
Rauchgas, AschepartikelRauchgas
Pyrolyse
OHNE Phasentrennung Totalverbrennung
Gase / Dämpfe
Feststoff
Koks+mineralische Bestandteile
Rauchgas
Pyrolyse
MIT PhasentrennungVergasung + Pyrolyse
=Biokohle
Rußabbrand
Gasphase
Feststoffphase
Feststoffphase
Quelle: eigene Darstellung
Gasphase
mineralische Bestandteile=Asche
23.06.2015 6
Chemie und Physik der Biokohlebildung
Quelle: Energynews, KIT
„Langsame“ Niedertemperatur-Pyrolyse Sphärostruktur
„Schnelle“ Mittel- / Hochtemperatur-Pyrolyse Porenstruktur
23.06.2015 7
Festbettvergaser Typ AHT
Quelle: AHT
1 Double-Fire-Reaktor: vorrangig Wärme- / Strom-Auskopplung
23.06.2015 9
Festbettvergaser Typ BioMaCon
Quelle: BioMaCon
ca. 60 t/a Dendromasse, installierte Heizleistung: 60 kW
2 Pyrolyse mit mehrstufiger Holzgasverbrennung: vorrangig BK-Erzeugung
23.06.2015 10
Winklergenerator
Quelle: Palaterra
3 Wirbelschichtvergaser: effiziente Wärme- / Strom- / BK-Auskopplung
23.06.2015 11
Flüssige Inputstoffe,(Grau-/ Schwarzwasser)
Rotte und Fermentation Biokohlesubstrate (BKS)Quelle: Palaterra
Feste Restbiomasse,(Grünschnitt / Parkpflegematerial)
grob, holzig, trockenfein, nass
BiokohleHolzvergaser-BHKW
Zuschlagstoffe
Option: Organische Sorption; Bewässerung,Brauchwasser
Szenarien: Herstellung der Biokohlesubstrate (BKS)
23.06.2015 13
Kraft-Wärme-Kopplung mit Biokohle-Erzeugung
Feststoff-Biomasse
Biokohle
Strom-einspeisung
AuskopplungNT- Heizwärme
Biokohle-Substrat-Produktion (BKS)
+ Organische Sorption
Multi-Fuel-Holzvergaser-BHKW
Vor-
Behandlung
Biokohle-substrat
Sammel- / Kompostplatz
Schwarz-/ Grauwasser
Holz-Biomasse
Struktur-material
Power-to-Gas:Dezentrales Gasnetz mit Syngas-Reformer
Landschafts- / ParkpflegeTiergehege / Aquarium Brauchwasser
Pflanzenkläranlage
23.06.2015 15
„Syngas“Druck-Gasspeicher
BHKW mit Biokohleerzeugung und wahlweiser Strom- und Wärmenutzung:
• Kleinanlagen-Verbunde zur dezentralen Biokohlesubstraterzeugung
• Integrierte Wasserreinigung: BK-Hygienisierung + Pflanzenkläranlage
• Schließung von ökologischen und ökonomischen Stoffkreisläufen in Tier-und Freizeitanlagen
• Autarke Versorgung Permakultur / Gartenbau / urbane Grünflächen
• Nutzung von Synergien im Flächenlandbau, z.B. Kopplung von Insel-Stromversorgung mit Biogaserzeugung
• Kopplung mechanischer Systeme (Mulchen, Bodenbearbeitung, Trockner) mit mobilen Holzvergasersystemen
• Dezentrale Speichertechnologien: Power-to-Gas-Systeme mit Synthesegas
Ansätze für nachhaltige integrierte Systeme
23.06.2015 16
Energieverbund im Betrieb
18
Erd-wärmepumpe
Pflanzenkläranlage
Optimierung der Energieerzeugung
Stoffkreislaufanalysen
Organische Sorption
Lichtsimulation
Analyse Bauepochen
Analyse Bauteile
Raumluftsimulation
Gesamtbetrachtung - Benchmarking für Sondergebäude -
Biokohle-Technologie
Nahwärmenetz
Biogas-BHKW
Redundanz:Gas- / Ölkessel
Verbrauchsanalysen
Wasser- und Bodenmanagement
Ganglinienanalysen
MethodikGebäudeAreal
Dezentrale Energie- , Wasser- , Kohlenstoff- und Nährstoffspeicherung
Gebäude im Betrieb
Quelle: BioClime, Projektleitung Prof. Dipl.Ing. Katja Biek