Direktverflüssigung zur Produktion von Öl und Kraftstoff aus Biomasse
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- Judith Scholz
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1 Direktverflüssigung zur Produktion von Öl und Kraftstoff aus Biomasse Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg CC4E - Competence Center für Erneuerbare Energien und Energie-Effizienz Fakultät Life Sciences / Campus Bergedorf Department Hamburg / Germany ESPAN Enquete Nachhaltige Energiestrategien, Technologiezentrum Eisenstadt, Eisenstadt, Österreich, 12. Nov. 2009
2 Weltenergiebedarf - Prognose Geo Solar Neue Biomasse Wind Wasser Nuklear Erdgas Erdöl Kohle Quelle: Shell 2003
3 Energiedichte in GJ/m³ Höchstmögliche Energie-Dichte Warum flüssige Kohlenwasserstoffe (Erdölersatz)? Einfaches Handhaben, Transportieren, Lagern 5 0 Holzpellets Wasserstoff 750 bar Flüssig-Wasserstoff -253 C Methan 200 bar Flüssig-Methan -162 C Methanol Ethanol Erdöl Höchste Anwendungs- Flexibilität
4 Flüssige Biokraftstoffe (3 Generationen) 1. Gen. Biodiesel aus Pflanzenöl Bioethanol aus Zucker 2. Gen. BtL-Diesel (Vergasung + Synthese) aus Biomasse Bioethanol aus Biomasse- Kohlenhydraten 3. Gen. Erdölersatz über Direktverflüssigung aus Biomasse u. Abfall
5 Flüssige Biokraftstoffe (3 Generationen) 1. Gen. Biodiesel aus Pflanzenöl Bioethanol aus Zucker 2. Gen. BtL-Diesel (Vergasung + Synthese) aus Biomasse Bioethanol aus Biomasse- Kohlenhydraten 3. Gen. Erdölersatz über Direktverflüssigung aus Biomasse u. Abfall keine Nahrungsmittelkonkurrenz
6 Flüssige Biokraftstoffe (3 Generationen) 1. Gen. Biodiesel aus Pflanzenöl Bioethanol aus Zucker 2. Gen. BtL-Diesel (Vergasung + Synthese) aus Biomasse Bioethanol aus Biomasse- Kohlenhydraten 3. Gen. Erdölersatz über Direktverflüssigung aus Biomasse u. Abfall keine Nahrungsmittelkonkurrenz vollständige Materialnutzung Kohlenwasserstoffe als Produkt
7 Flüssige Biokraftstoffe ( Generation) 2. Gen. BtL-Diesel (Vergasung + Synthese) aus Biomasse Energie-Effizienz % Erdölersatz über Direktverflüssigung 3. Gen. Energie-Effizienz % aus Biomasse u. Abfall
8 Flüssige Biokraftstoffe (3. Generation) Direktverflüssigung = Thermochemische Niedertemperaturverflüssigung bei C Erdölersatz über Direktverflüssigung aus Biomasse u. Abfall 3. Gen. Energie-Effizienz %
9 Ölphasen-Direktverflüssigung (HAW-Verfahren) stirrer cooling water TI 6 TI 7 TI 4 heating band - exhaust gas Biomasse raw material PI 1 TIC 13 TI 1 TIC 12 TIC 14 TI 8 heating sleeve FI 1 condenser + + electrostatic filter 12 MV 0,2 ma Rohöl screw feeder heating sleeve Klärschlamm TI 2 TIC 11 TI 3 TI 5 TI 9 heating sleeve produkt ball valve PI 2 aerosol Abfall sump container 1 kg/h Testanlage der HAW Hamburg Atmosphärendruck, Reaktiv-Destillation N 2
10 1 kg/h Testanlage der HAW Hamburg
11 Kondensat-Produkte aus Miscanthus (HAW-Verfahren)
12 Abundance TIC: [BSB2]AKD22209.D Time--> GC-MS-Analyse eines Rohöles aus Stroh (HAW-Verfahren)
13 Hochskalierung von Testanlagen Numerische Simulation durch CFD zur Auslegung von Prozesseinheiten CFD = Computational Fluid Dynamics
14
15 HAW-Konzept zur Produktion von Erdölersatz aus Biomasse Biomasse (z.b. Holz, Stroh, Miscanthus etc.) Ölphasen- Direktverflüssigung Rohöl + Wasserphase + fester Rückstand + Gas Raffination Hydrierung Wasserstoff Wasserdampfvergasung Prozessenergieversorgung Erdölersatz (Kohlenwasserstoffe) Kraftstoffe + Petrochemikalien
16 Anwendungsspektrum der Niederdruck-Ölphasendirektverflüssigung (NDDV) (HAW-Verfahren) H 2 + Katalysator Biomasse Algen Abfall NDDV-B NDDV-A Rohöl Raffination Hydrierung Kraftstoffe + Chemikalien Klärschl. Tiermehl NDDV-K BHKW Strom + Wärme Plastik (PP, PE) Altfett Fettsäuren Altöl NDDV-P NDDV-F KW Destillation Kraftstoffe + Chemikalien NDDV = Niederdruck-Direktverfl., PP = Polypropylen, PE = Polyethylen, KW = Kohlenwasserstoffe, BHKW = Blockheizkraftwerk
17 Direktverflüssigungskraftstoff-Potential für 60 % Energie-Effizienz Deutschland Österreich Bedarf: Erdöl 5200 PJ/a 580 PJ/a davon: Kraftstoffe 2500 PJ/a 360 PJ/a Potential: Biomasse 1) 830 PJ/a 150 PJ/a Abfall-Stroh 2) 190 PJ/a 30 PJ/a Abfall- od. Energieholz 3) 170 PJ/a 60 PJ/a Abfall (Siedl.. + Ind.) 300 PJ/a 30 PJ/a Klärschlamm 17 PJ/a 2 PJ/a 1) 25 % der Landwirtschaftsfläche mit 17 t trockener Biomasse/ha/a 2) 50 % des gesamten Strohs (ohne Mais) 3) 60 % der Holz-Produktion
18 Langfristige Lösung Kohle Einsparung und Energie-Effizienz Erdöl Nuklear Gas Wasser Wind Solar Biomasse
19 Unsere Vision Höchstmögliche Effizienz bei der Gewinnung von Erdölersatz aus Biomasse und Abfällen Erneuerbar und nachhaltig erzeugte Kraftstoffe, Petrochemikalien, Energie- und Wasserstoffspeicher Geschlossene Kreisläufe incl. Abfälle zur Stabilisierung von Klima, Politik, energieunabhängiger Wirtschaft Dezentrale Produktion als Chance für Ländliche Räume, Entwicklungsländer, Industrieländer nach signifikanter Energieeinsparung
20 Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg / Campus Bergedorf
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