Überblick florafuel-Verfahren

Das florafuel-Verfahren im Überblick

Bioenergie aus feuchter Biomasse

Nach Schätzungen des Umweltrates fallen jährlich etwa 100 Mio. Tonnen Landschafts-Pflegematerial und Biomasse-Reststoffe in Deutschland an. Davon könnten dem Umweltrat zufolge 65 Prozent sinnvoll energetisch verwertet werden. Bereits eine Aufbereitung von nur zehn Prozent ermöglicht es, jährlich rund 7.400.000 MWh regenerativen Brennstoff bereitzustellen. Dies entspricht einem Heizöläquivalent von etwa 750.000.000 Litern pro Jahr und einer jährlichen CO2-Reduktion um 1.900.000 Tonnen (ohne Berücksichtigung der Energie im Presssaft sowie des Eigenenergiebedarfs). 

Mit dem florafuel-Verfahren kann nahezu jede Art von feuchter Biomasse zu CO2-neutralen Energieträgern bzw. Brennstoffen aufbereitet werden. Geeignet zur Aufbereitung sind unter anderem Gras und Feuchtwiesenschnitt, Straßenbegleitgrün, Laub, Silage, Fermentierungsabfälle (Nassfermentation). 

Der florafuel-Aufbereitungsprozess

Die Aufbereitung bzw. Umwandlung der jeweiligen Biomassetypen in Energieträger erfolgt in mehreren Arbeitsschritten (vgl. Schaubild 1) in florafuel-Anlagen. Zunächst werden die Biomasse-Chargen nach Eingangsfeuchtegehalt, Schnittlänge, Struktur, Waschbarkeit und Fremdstoffanteilen klassifiziert. Dann wird das Material gewaschen, zerkleinert und mit sehr geringem Energieaufwand mechanisch entwässert. Der Waschvorgang sortiert mineralische Anteile wie Steine, Sand, Erde sowie Metalle aus. Zudem werden die verbrennungstechnisch bedenklichen, für Halmgut üblichen Inhaltsstoffe, wie Chlor und Kalium, signifikant reduziert.

Nach dem thermischen Trocknen, bei dem auch die Abwärme von Industrie- und Biogasanlagen genutzt werden kann, wird das Material zu Briketts bzw. Pellets verdichtet. Die hergestellten Brennstoffe sind CO2 -neutral und können als Monochargen (Gras, Laub, etc.) oder als Mischbrennstoffe (Holz-/Graspellets, Holz-/Laubpellets, etc.) für die Strom- und Wärmeerzeugung genutzt werden. 

Schaubild 1: florafuel-Verfahrensstufen zur Aufbereitung feuchter Biomasse

 

Je nach Art des der Biomasse sieht das florafuel-Verfahren ein differenziertes Vorgehen vor (vgl. Schaubild 2). Bei halmgutartiger Biomasse, die im Eingangsbereich einen Feuchtegehalt von über 50 Prozent aufweist, wie beispielsweise Gras, Laub, Feuchtwiesenschnitt und Grassilage, erfolgt die Aufbereitung nach dem florafuel-Verfahren „Waschen, Zerkleinern, Pressen, Trocknen und Verdichten (Pelletieren/Brikettieren)“.

Schaubild 2: Aufbereitungsschritte der einzelnen Biomassetypen

 

Fermentierungsabfälle oder ähnliche Materialien werden mit einem reduzierten Aufwand aufbereitet. Da die Übergangsstellen flexibel angeordnet sind, kann ein sehr feuchter Biomassetyp, wie Fermentierungsabfälle, in der gleichen Anlage abgepresst, getrocknet und pelletiert werden. 

Der Prototyp der florafuel-Anlage besitzt eine Durchsatzleistung von bis zu 3 Tonnen pro Stunde (Gras) und kann bei angenommenen 5.000 Betriebsstunden, je nach Biomasse-Typ, Brennstoffe mit einer Energieleistung von bis zu 11.100 MWh/a bereitstellen (ohne Eigenenergieaufwand betrachtet).

Presswasser-Nutzung

Das beim Aufbereitungsprozess in der florafuel-Anlage anfallende Presswasser kann je nach verarbeiteter Biomasse auf drei Arten genutzt werden. So erhielt bei Untersuchungen Presssaft aus Gras gemäß den Qualitäts- und Güterichtlinien der Fachvereinigung Bayerischer Komposthersteller e.V., das Qualitätszeichen „Kompost flüssig“. 

Des Weiteren besteht die Möglichkeit, die jeweiligen Presssäfte den Vergärungsanlagen zur Energieerzeugung zuzuführen. Batch-Versuche zeigen eine leichte „Verdaulichkeit“ der Presssäfte und einen schnellen Prozessablauf von bis zu 16 Tagen. Im Vergleich hierzu beträgt die Fermentationszeit des Grases in herkömmlichen NawaRo-Biogasanlagen mehr als 30 Tage. Der Biogasertrag liegt bei der Vergärung von Grassaft bis ca. 617 Liter Biogas, bei Laub bei ca. 340 Liter pro kg organischer Trockensubstanz und einer Methanausbeute zwischen 56 und 62 % (Rindergülle 345 l/kg oTS, Gras 627 l/kg oTS). Damit entspricht die Methanausbeute von florafuel-Presssäften, bezogen auf den oTS, etwa dem Niveau konventioneller Biogasanlagen. Darüber hinaus ist auch die Co-Vergärung der Presssäfte in einem industriellen oder kommunalen Faulbehälter von Kläranlagen denkbar. Die thermische Prozessenergie der Vergärungsanlagen könnte zur Trocknung der Presskuchen eingesetzt werden.

Last but not least können die Pressesäfte zur Rückgewinnung der in ihnen enthaltenen Trockensubstanz genutzt bzw. aufbereitet werden. Dies ist mit einer einfachen Filtertechnik möglich. Die großteils rückgewonnene Trockensubstanz des Presswassers (anteilig 5 bis 8 %) wird dem Produktstrom und damit der Pelletproduktion zugeführt. Hierdurch erhöht sich der Pellet-Ertrag in Relation zur aufbereiteten Frischmasse. Das weitgehend von Trockensubstanz befreite Restwasser kann direkt in der Anlage mit einer biologischen Abwasserbehandlung vorgereinigt und nach der jeweiligen Abwassersatzung in das Kanalsystem zugeführt werden. Alternativ dazu ist das um den Trockensubstanzgehalt reduzierte Presswasser als Dünger auf landwirtschaftlichen Flächen nutzbar.

Die Vorteile des florafule-Verfahrens im Überblick

  • Erweiterung der Rohstoffbasis für Bioenergie
  • florafuel-Brennstoffe sind CO2-neutral
  • Beitrag zur energetischen Unabhängigkeit von Städten und Kommunen
  • Neue Säule für heimische Bioenergie-Erzeugung mit regionaler Wertschöpfung.
  • Keine Konkurrenz zur agrarwirtschaftlichen Futter- und Nahrungsmittelproduktion
  • Stärkung der regionalen Wirtschaftsstruktur (Neue Einnahmemöglichkeiten für Landwirte, Kompost- und Biogasanlagenbetreiber, Schaffung von Arbeitsplätzen etc.)
  • florafuel-Brennstoffe sind lager-, transport- und grundlastfähig
  • Schließung regionaler Reststoffkreisläufe durch Verwertung bislang ungenutzter Biomasse-Stoffen.
  • Potentielle Nutzung der Abwärme von Industrie- und Biogasanlagen
  • Geringe Flächenbedarf der florafuel-Anlagen
  • Umweltschonende Aufbereitung von feuchter Biomasse und Bio-Reststoffen
  • Signifikante Reduzierung des Chlor- und Kaliumgehalts