Combination of Hydrothermal Carbonization (HTC) and Biogas Production

Laufzeit
dauerhaft

Die Biogasproduktion durch anaerobe Vergärung hat weltweit wachsendes Interesse gefunden. Allerdings ist die Lagerung und Verwertung der anfallenden Gärreste noch immer problematisch. Gärreste aus menschlichen oder tierischen Exkrementen enthalten in der Regel pathogene Keime sowie Spurenstoffe, die Gesundheitsrisiken zur Folge haben, wenn diese Gärreste ohne Nachbehandlung als organischer Dünger ausgebracht werden. Zusätzlich erschweren die Transportkosten, die saisonale Nachfrage nach Gärresten sowie gesetzliche Reglementierungen, vor allem Nährstoffbezogen, die stoffliche Verwertung.

Durch die unvollständige Umsetzung der lignozellulosehaltigen Ausgangsstoffe und dem hohen Wassergehalt der bei der anaeroben Gärung anfallenden Gärreste eignet sich die hydrothermale Karbonisierung (HTC) besonders gut als Methode der Aufbereitung. HTC ist definiert als ein thermochemischer Umwandlungsprozess von minderwertiger nasser Biomasse zu einem festen höherwertigen Produkt, das als Hydrochar bezeichnet wird. Hydrochar ist als kohleähnliches Feststoff bekannt, der das Potenzial zur Bodenverbesserung und energetischen Nutzung besitzt.

In diesem Projekt werden die anfallenden Gärreste unter verschiedenen Bedingungen und mit Hilfe von Katalysatoren zu einem kohlenstoffreichen und braunkohleähnlichem Feststoff umgwandelt. Die Rückführung dieses Feststoffs als Katalysator der Prozessbiologie sowie des flüssigen Nebenprodukts zur Steigerung der Biogasproduktion sind im Fokus weiterer Untersuchungen.

Weitere Anwendungen von Hydrochar sind der Einsatz in der Bodenverbesserung, der Spurenstoffeliminierung und die Biogas-Reinigung nach (Re-)Aktivierung. Ein weiteres Ziel ist die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz der Gesamtverfahren unter den jeweiligen Prozessbedingungen.

Die Versuche zur anaeroben Vergärung werden in Zusammenarbeit mit der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim sowie dem Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen durchgeführt.