Bioöl wird hauptsächlich durch zwei Verfahren hergestellt: Flash-Pyrolyse und hydrothermale Verflüssigung (HTL). Bei der Flash-Pyrolyse erfolgt eine schnelle thermische Zersetzung organischer Verbindungen unter Ausschluss von Sauerstoff. Bei diesem Prozess werden Holzkohle, gasförmige Produkte und Bioöl erzeugt.
Bioöl ist ein dichtes, komplexes Gemisch aus sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen. Es hat einen Brennwert, der im Allgemeinen 50-70 % des Brennwerts von Kraftstoffen auf Erdölbasis beträgt. Es kann als Kesselbrennstoff verwendet oder zu erneuerbaren Kraftstoffen aufbereitet werden. Aufgrund seiner Zusammensetzung ist Bioöl jedoch thermisch instabil und lässt sich nur schwer destillieren oder weiter raffinieren. Dies macht zusätzliche Forschung zur Herstellung von Bioöl höherer Qualität erforderlich.
Trotz seiner Herausforderungen hat Bioöl mehrere Vorteile. Seine Dichte ist größer als die von Biomasse-Rohstoffen, wodurch es kostengünstiger zu transportieren ist. Dies eröffnet die Möglichkeit eines dezentralen Verarbeitungsmodells, bei dem Biomasse in kleinen Pyrolyseuren in landwirtschaftlichen Betrieben in Bioöl umgewandelt wird. Das Bioöl kann dann zur Raffination zu einem zentralen Standort transportiert werden.
Bioöl ist eine dunkelbraune Flüssigkeit, die durch die Pyrolyse von Biomasse gewonnen wird. Es besteht hauptsächlich aus sauerstoffhaltigen Verbindungen, die zu seiner hohen thermischen Instabilität und seinem niedrigen Heizwert beitragen. Bioöl entsteht durch die Fragmentierung und Depolymerisation von Zellulose, Hemizellulose und Lignin während der schnellen Pyrolyse von Biomasse. Die schnelle Erhitzung der Biomasse und das Abschrecken des Dampfes führen zur Produktion von Bioöl. Die Ausbeute an Bioöl aus der Schnellpyrolyse liegt je nach Reaktionsbedingungen in der Regel zwischen 50-70 %.
Bioöl enthält einen hohen Anteil an Wasser und Hunderte von organischen Komponenten wie Säuren, Alkohole, Ketone, Furane, Phenole, Ether, Ester, Zucker, Aldehyde, Alkene, Stickstoff- und Sauerstoffverbindungen. Es enthält auch reaktive Moleküle und oligomere Spezies mit Molekulargewichten über 5000, was es selbst bei Raumtemperatur instabil macht. Bioöl kann als eine mehrphasige Mikroemulsion betrachtet werden, wobei die Oligomere Aerosole bilden. Diese Instabilität, die als Alterung bezeichnet wird, führt zur Bildung von mehr Wasser, einer höheren Viskosität und einer Phasentrennung. Daher muss Bioöl vor der Verwendung als Motorkraftstoff aufbereitet werden.
Bioöl hat eine höhere Dichte als Holz, was die Lager- und Transportkosten senkt. Es ist jedoch nicht für die direkte Verwendung in herkömmlichen Verbrennungsmotoren geeignet. Es kann zu einem speziellen Motorkraftstoff veredelt oder durch Vergasungsprozesse in ein Synthesegas und anschließend in Biodiesel umgewandelt werden. Bioöl ist für die Mitverbrennung besonders attraktiv, weil es leichter zu handhaben und zu verbrennen ist als Festbrennstoff und weil es billiger zu transportieren und zu lagern ist.
Neben seiner Verwendung als Brennstoff ist Bioöl auch eine wertvolle Quelle für organische Verbindungen und Spezialchemikalien. Es bietet gegenüber fester Biomasse und Vergasung Vorteile in Bezug auf die einfache Handhabung, Lagerung und Verbrennung in bestehenden Kraftwerken, ohne dass spezielle Anfahrverfahren erforderlich sind.
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