Wasserstoff kann zukünftig ein geeignetes Speichermedium sein, um Energie für die Elektromobilität bereitzuhalten. Allerdings ist es nicht ungefährlich, Wasserstoff in Druckbehältern zu speichern. Herkömmliche Gasflaschen stehen unter einem Druck von rund 300 bar. Forscherinnen aus dem Bereich Bioökonomie der Universität Hohenheim in Stuttgart befassen sich mit der Entwicklung von Aktivkohlespeichern, in denen mit nur einem bar große Mengen an Gas gespeichert werden können. Die Aktivkohle wird aus Bambus durch zwei alternative Verfahren hergestellt. Entweder wird der Bambus bei 500 Grad Celsius langsam pyrolysiert oder im wässrigen Milieu bei 250 Grad Celsius mit der hydrothermalen Karbonisierung umgesetzt. Durch eine anschließende Imprägnierung mit Kalilauge und Aktivierung der Partikel bei 600 Grad Celsius entsteht ein aktives Kohlepulver, das entweder im 3D-Drucker oder durch Pressverfahren in aufbereitete Aktivkohle geformt werden kann. Die in der aktiven Kohle enthaltenen Mikroporen sind in der Lage, das bis zu dreifache Gasgewicht zu speichern. Das Verfahren wird mit dem Industriepartner HTCycle weiterentwickelt, da die Speicherung derzeit nur bei minus 196 Grad Celsius funktioniert. Bambus-Aktivkohle kann langfristig einen nachhaltigen Beitrag zur Energiespeicherung und Erzeugung liefern: Kohlenstoff verbleibt in einem geschlossenen Stoffkreislauf und die Menge an benötigten Chemikalien ist überschaubar. Zudem können Bambus-Abfälle anstelle der Kompostierung oder Verbrennung verwertet werden.
Das Projekt "Hydrothermale Karbonisierung (HTC) zur Behandlung von Klärschlamm im Sinne von Biochar/Sewchar" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TerraNova Energy GmbH durchgeführt. Durch die HTC von Klärschlamm sollen Schadstoffe abgebaut und ein hochwertiger Bodenhilfsstoff und Dünger hergestellt werden
Das Projekt "Teilprojekt A" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, biogene kommunale Reststoffe und Reststoffe aus der Bioökonomie für eine Nutzung als Energieträger und zur Produktion von Grundchemikalien zu erschließen. Der Kern hierbei ist die gekoppelte Erzeugung von phenol- und furanhaltigen Lösungen und einer für die Monoverbrennung geeigneten Kohle durch hydrothermale Umwandlung. Dieser integrierte Umwandlungsprozess ist ebenso neu wie die Nutzung der Reststoffe aus der Bioökonomie, die Monoverbrennung von HTC-Kohle und eine auf das Prozesswasser zugeschnittene Abtrenntechnik. Damit wird es möglich, aus den Reststoffen hochwertige grüne Produkte zu generieren. Diese können in weiteren Bereichen der Bioökonomie genutzt werden. Die Koppelung der Produktion führt zu wesentlichen ökonomischen wie ökologischen Vorteilen, da die Ausgangsstoffe besser ausgenutzt und bisherige Abfallströme einer Nutzung zugeführt werden. Ebenfalls erstmalig wird eine Monoverbrennungsanlage für diese Kohle neu errichtet, welche dezentralisierbar und komplett unabhängig von fossilen Energieträgern sind. Das DBFZ übernimmt die wissenschaftlichen Untersuchungen des angestrebten Verfahrens in der Theorie und im Labormaßstab. Dabei erfolgen, ausgehend von der Optimierung der Menge an abtrennbarem Phenol und Furan für den derzeitigen HTC-Prozess, die Übertragung der Technologie auf neuartige Edukte sowie die Maximierung der Chemikalienausbeute. Das gewonnene Know-how ist Basis für die Erstellung eines Gesamtkonzeptes und die Erprobung an der Demonstrationsanlage.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung e.V. durchgeführt. BioCAP-CCS-PIK quantifiziert die globalen Potenziale und Auswirkungen von prospektiv großräumiger Landbewirtschaftung mit Biomasse-Plantagen, um durch Negativ-Emissionen die Erderwärmung auf 1,5° zu begrenzen (im Rahmen von Mitigation) bzw. eine temporäre Überschreitung zu kompensieren (bei temporärer Überschreitung des 1,5°-Ziels oder zum Ausgleich noch fortbestehender Emissionen). Die Nutzung von Biomasse zur Erzeugung von Energie plus Pflanzenkohle (Biochar) bietet im Gegensatz zur reinen energetischen Nutzung die Möglichkeit, Kohlenstoff-Sequestrierung mit Wertschöpfung zu verbinden. In umfassenden, direkt für den IPCC-Bericht aufbereiteten modellbasierten Analysen wird schwerpunktmäßig das globale C-Potenzial für Pflanzenkohle-CCS über Biomasse-Plantagen unter dezidierter Berücksichtigung von Konkurrenzen um Land und Wasser mit Welternährungs- und Ökosystemschutzzielen untersucht.
Das Projekt "Verbrennbarkeit von HTC-Kohle aus Mono-Biomasse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt.
Das Projekt "HTC-Verfahren zur Minimierung des CO2-Ausstoßes auf Kreuzfahrtschiffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Environmental Systems GmbH durchgeführt.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Angewandte Biologie, Institut für Bodenkunde und Pflanzenernährung durchgeführt. BioCAP-CCS-HGU quantifiziert die globalen Potenziale und Auswirkungen von prospektiv großräumiger Landbewirtschaftung mit Biomasse-Plantagen, um durch Negativ-Emissionen die Erderwärmung auf 1,5° zu begrenzen (im Rahmen von Mitigation) bzw. eine temporäre Überschreitung zu kompensieren (bei temporärer Überschreitung des 1,5°-Ziels oder zum Ausgleich noch fortbestehender Emissionen). Die Nutzung von Biomasse zur Erzeugung von Energie plus Pflanzenkohle (Biochar) bietet im Gegensatz zur reinen energetischen Nutzung die Möglichkeit, C-Sequestrierung mit Wertschöpfung zu verbinden. Die Karbonisierung von Biomasse stellt bereits heute eine hinreichend ausgereifte Technologie für den zentralen und dezentralen Einsatz dar. Das Vorhaben quantifiziert daher erstmalig das globale C-Potential für Pflanzenkohle-CCS über Biomasseplantagen und Nahrungsmittelproduktion unter dezidierter Berücksichtigung von Konkurrenzen um Land und Wasser mit Welternährungs- und Ökosystemschutzzielen.
Das Projekt "Teilprojekt 7" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HST Systemtechnik GmbH & Co. KG durchgeführt. Im Forschungsprojekt IntenKS werden sowohl Möglichkeiten zur stofflichen wie auch zur energetischen Verwertung von Klärschlamm im Zielland China erforscht. Die Etablierung angepasster, verfahrenstechnischer Lösungen bietet erhebliches Potenzial zur Verbesserung der Entsorgungssituation, da ein Großteil des Klärschlamms bisher unstabilisiert deponiert wird. Dazu werden die thermischen Verfahren der Thermodruckhydrolyse (TDH) und der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) und deren Auswirkungen auf die anaerobe Stabilisierung, Prozesswasserbehandlung und Reststoffverwertung untersucht. Die unvermeidbare Bildung refraktärer, organischer Verbindungen wird bewertet und ein integriertes Konzept zum Management anfallender Reststoffe unter Berücksichtigung der Rahmenbedingungen des Ziellandes China entwickelt und validiert. Ziel ist, neben der Erarbeitung eines ökonomisch sowie ökologisch nachhaltigen Konzepts zur verbesserten Schlamm- und Reststoffbehandlung, die Implementierung der erzielten Ergebnisse im chinesischen Markt und im Richtlinienwerk chinesischer Institutionen.
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Pyreg GmbH durchgeführt. Ein grundsätzliches Problem der modernen, arbeitsteiligen Landwirtschaft ist, dass Wirtschaftsdünger örtlich konzentriert anfallen, wo ihre Verwertung ineffizient ist und bei Phosphor (P) und Stickstoff (N) sogar umweltbelastend sein kann. Ziel des beantragten Projektes ist es deshalb, aus Wirtschaftsdüngern transportwürdige N-P-Dünger mit hoher Nährstoffdichte herzustellen. Dazu werden prinzipiell bekannte Techniken in bisher noch nicht realisierter Weise miteinander verknüpft. Die verfahrenstechnische Kombination bietet das Potenzial, Phosphor, Stickstoff und den Kohlenstoff aus landwirtschaftlichen Wirtschaftsdüngern umweltschonend und effizient dort zu nutzen, wo diese Elemente für die Düngung und die Humusreproduktion benötigt werden. Arbeitspakete sind: - Evaluation der Potenziale und des Marktes für die Karbondünger - Effektive Separation von Feststoff- und Flüssigphase - Trocknung der Inputmaterialen mit der thermischen Energie aus der Karbonisierung - P-Recycling durch Karbonisieren bei 500 °C - Stickstoffrückgewinnung durch Adsorption von NH3 an Karbonisate im Rauchgasfilter - Granulierung und Pelletierung der mit Stickstoff angereicherten Karbonisate - Quantifizierung der Düngewirkung in Gefäß- und Feldversuchen - Standardisierung der hergestellten Karbondünger - Qualitätssicherung bezüglich organischer und anorganischer Schadstoffe An der technischen Hochschule (TH) Bingen werden dazu die Nährstoffuntersuchungen durchgeführt, um die Effektivität der Phosphor-Separation und das Ausmaß der Stickstoffrückgewinnung zu bestimmen, sowie Gefäß- und Feldversuche, um die Düngewirkung zu quantifizieren und eine Standardisierung der Dünger herbeizuführen. Außerdem werden an der TH Bingen die Karbondünger auf Schwermetalle und organische Schadstoffe, z.B. polyaromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) untersucht. Die TH Bingen koordiniert die Arbeiten der Partner, führt regelmäßig Statusseminare zum Projekt durch und fasst die Ergebnisse am Ende in einem Bericht zusammen.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TerraNova Energy GmbH durchgeführt. Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm wird unter Druck und Temperatur innerhalb weniger Stunden eine regenerative Kohle hergestellt. Damit wird gegenüber anderen Klärschlammentsorgungsverfahren eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der Treibhausgasemissionen erreicht. Die internationale Markteinführung der Technologie ist erfolgt - TerraNova Energy hat 2016 in Jining/China die weltweit erste großtechnische HTC-Anlage in Betrieb genommen, die der Herstellung von HTC-Kohle als Ersatzbrennstoff dient. Beim Verfahren fallen neben der HTC-Kohle große Mengen Prozesswasser an, die dem stark wasserhaltigen Klärschlamm während des Prozesses entzogen werden. Es enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff und Nährstoffen wie Phosphor und stellt daher einerseits ein großes Nutzungspotential aber ohne weitere Behandlungsschritte andererseits auch eine Rückbelastung des Klärprozesses bei der Integration auf einer Kläranlage dar. Auf Grundlage erfolgsversprechender Voruntersuchungen sollen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Nutzungspfade für das Prozesswasser entwickelt und im Technikumsmaßstab nachgewiesen werden: - Rückgewinnung von mindestens 50% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors aus dem Prozesswasser und Konditionierung zu einem handelbaren Produkt - Fermentation des an P abgereicherten Prozesswassers zur Erzeugung von Biogas und Untersuchungen zur energetischen Kopplung der Verfahren.