Bei der Herstellung von Biokohle wird eine Vielzahl von Biomasse-Rohstoffen eingesetzt. Diese Materialien werden einem Pyrolyseprozess unterzogen, um Biokohle zu erzeugen.
Biomasse-Rohstoffe:
- Holz: Dies ist eines der am häufigsten verwendeten Biomassematerialien für die Biokohleherstellung.
- Holz wird in der Regel getrocknet und vor der Verarbeitung mechanisch zerkleinert.
- Holz beginnt sich bei Temperaturen über 270 °C zu zersetzen oder zu verkohlen.
- Bei etwa 400°C findet ein erheblicher pyrolytischer Abbau statt.
- Energiepflanzen: Dies sind Pflanzen, die speziell für die Energieerzeugung angebaut werden.
- Beispiele hierfür sind Switchgrass oder Miscanthus.
- Diese können auch als Ausgangsmaterial für die Biokohleproduktion verwendet werden.
- Landwirtschaftliche Rückstände: Dazu gehören Stroh, Spelzen und andere Rückstände aus landwirtschaftlichen Prozessen.
- Sie sind reichlich vorhanden und können eine nachhaltige Quelle von Biomasse für Biokohle sein.
- Klärschlamm und anaerobe Gärreste: Diese Materialien stammen aus der Abwasserbehandlung und der anaeroben Vergärung organischer Stoffe.
- Sie bieten eine Quelle für Biomasse und helfen bei der Abfallbewirtschaftung.
- Kommunale Abfälle: Organische Bestandteile von Siedlungsabfällen können als Ausgangsmaterial verwendet werden.
- Dies trägt zur Abfallverringerung und Ressourcenrückgewinnung bei.
Pyrolyse-Verfahren:
- Langsame Pyrolyse: Bei diesem Verfahren herrschen niedrigere Temperaturen und längere Verweilzeiten.
- Es führt zu einem höheren Ertrag an Biokohle (25-35 %).
- Außerdem entsteht eine wässrige Fraktion, der so genannte Holzessig, der in der Landwirtschaft Verwendung findet.
- Schnelle Pyrolyse: Bei dieser Methode werden höhere Temperaturen und kürzere Verweilzeiten verwendet.
- Der Schwerpunkt liegt auf der Herstellung von Bioöl, obwohl auch etwas Biokohle erzeugt wird.
- Vergasung: Bei diesem Verfahren wird Biomasse in einen gasförmigen Brennstoff umgewandelt.
- Dabei kann auch Biokohle als Nebenprodukt anfallen.
Auswirkungen auf die Eigenschaften von Biokohle: Die Wahl des Ausgangsmaterials und des Pyrolyseverfahrens wirkt sich erheblich auf die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Biokohle aus.
Diese Eigenschaften bestimmen die Eignung der Biokohle für verschiedene Anwendungen.
Zu diesen Anwendungen gehören die Bodenverbesserung, die Kohlenstoffbindung und die Verwendung als Zusatzstoff in Materialien wie Beton und Kunststoff.
Die Variabilität der Biokohleeigenschaften aufgrund unterschiedlicher Ausgangsstoffe und Pyrolysebedingungen stellt eine Herausforderung dar.
Diese Herausforderung besteht darin, die Qualität und die Umweltauswirkungen der erzeugten Biokohle vorherzusagen und zu gewährleisten.
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