Techniken zur Biokohle-Herstellung
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- Heini Kurzmann
- vor 7 Jahren
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Transkript
1 Dipl.-Ing. Jörg Rüdiger Techniken zur Biokohle-Herstellung Vortrag zum Abschlussworkshop TerraBoGa
2 Gliederung 1. Kohlenstoffspeicherung und Süd-Nord-Technologietransfer 2. Verfahren zur Biokohle-Herstellung 3. Methodik der Szenarien-Entwicklung 4. Ausblick: Sondergebäude mit Tier- und Pflanzenbesatz
3 1. Kohlenstoffspeicherung und Süd-Nord-Technologietransfer
4 Kleinbäuerliche Landwirtschaft im Sahel: gelebte Nachhaltigkeit Yacouba Sawadogo, Region Yatenga, Burkina Faso Quelle: Andrea Borgarello, Jeder Boden ist ein lebendiger Organismus
5 Biokohle (BK) - Herstellung in Kleinholzvergasern Sekundärluft (2) Sekundärluft (1) Primärluft Sekundärluft (3) Quelle: Kaskad-E GmbH, Bedienungsanleitung
6 Biokohle aus Vergasung = partielle Verbrennung OHNE Phasentrennung Totalverbrennung Gasphase MIT Phasentrennung Vergasung + Pyrolyse Gasphase Rauchgas Rauchgas, Aschepartikel Rauchgas Rußabbrand Ruß Gase / Dämpfe Staub-/ Kokspartikel Gase / Dämpfe Feststoffphase Quelle: eigene Darstellung Feststoff Pyrolyse Feststoffphase mineralische Bestandteile =Asche Feststoff Pyrolyse Koks+ mineralische Bestandteile =Biokohle
7 Chemie und Physik der Biokohlebildung Schnelle Mittel- / Hochtemperatur-Pyrolyse Porenstruktur Quelle: Energynews, KIT Langsame Niedertemperatur-Pyrolyse Sphärostruktur
8 2. Verfahren zur Biokohle-Herstellung
9 Festbettvergaser Typ AHT 1 Double-Fire-Reaktor: vorrangig Wärme- / Strom-Auskopplung Quelle: AHT
10 Festbettvergaser Typ BioMaCon 2 Pyrolyse mit mehrstufiger Holzgasverbrennung: vorrangig BK-Erzeugung Quelle: BioMaCon ca. 60 t/a Dendromasse, installierte Heizleistung: 60 kw
11 Winklergenerator 3 Wirbelschichtvergaser: effiziente Wärme- / Strom- / BK-Auskopplung Quelle: Palaterra
12 3. Methodik der Szenarien-Entwicklung
13 Szenarien: Herstellung der Biokohlesubstrate (BKS) Flüssige Inputstoffe, (Grau-/ Schwarzwasser) Feste Restbiomasse, (Grünschnitt / Parkpflegematerial) fein, nass grob, holzig, trocken Biokohle Holzvergaser-BHKW Zuschlagstoffe Option: Organische Sorption; Bewässerung, Brauchwasser Quelle: Palaterra Rotte und Fermentation Biokohlesubstrate (BKS)
14 4. Ausblick: Sondergebäude mit Tier- und Pflanzenbesatz
15 Kraft-Wärme-Kopplung mit Biokohle-Erzeugung Tiergehege / Aquarium Landschafts- / Parkpflege Feststoff- Biomasse Holz- Biomasse Brauchwasser Schwarz-/ Grauwasser Auskopplung NT- Heizwärme Power-to- Gas: Dezentrales Gasnetz mit Syngas- Reformer Stromeinspeisung Sammel- / Kompostplatz Behandlung Druck- Syngas Gasspeicher Multi-Fuel- Holzvergaser-BHKW Strukturmaterial Biokohle Vor- Biokohlesubstrat Pflanzenkläranlage Biokohle- Substrat- Produktion (BKS) + Organische Sorption
16 Ansätze für nachhaltige integrierte Systeme 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 Tierund 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
17 Methodik Gebäude Areal Quelle: BioClime, Projektleitung Prof. Dipl.-Ing. Katja Biek 17
18 Methodik Gebäude Areal Gebäude im Betrieb Analyse Bauepochen Lichtsimulation Raumluftsimulation Analyse Bauteile Gesamtbetrachtung - Benchmarking für Sondergebäude - Energieverbund im Betrieb Biokohle- Technologie Wasser- und Bodenmanagement Verbrauchsanalysen Biogas- BHKW Pflanzenkläranlage Ganglinienanalysen Stoffkreislaufanalysen Erdwärmepumpe Organische Sorption Optimierung der Energieerzeugung Redundanz: Gas- / Ölkessel Nahwärmenetz Dezentrale Energie-, Wasser-, Kohlenstoff- und Nährstoffspeicherung Quelle: BioClime, Projektleitung Prof. Dipl.Ing. Katja Biek 18
19 Methodik Gebäude Areal Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Beuth Hochschule für Technik Berlin Dipl.-Ing. Jörg Rüdiger Büro BioClime Forum Seestraße, FS 402 Seestr Berlin Projektleitung BioClime: Prof. Dipl-Ing. Katja Biek Web: 19
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