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Mist zu Kohle

Heute tauschen sich an einer Tagung in Wädenswil Fachleute über die Technik der Hydrothermalen Carbonisierung aus. Das Verfahren zur Energiegewinnung ist vielversprechend. Die Hochschule will sich als Kompetenzzentrum in der Schweiz etablieren.

An der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil steht der erste HTC-Reaktor der Schweiz. Er kann maximal 25 Liter biologische Abfälle fassen und kostet rund 70 000 Franken. Einen HTC-Reaktor kann man mit einem Dampfkochtopf vergleichen. Nur hält er mit 22 bar einen bis zu zehnfach höheren Druck aus. Die Biomasse (von Holzschnitzel bis zu Molke, von Klärschlamm bis zu Biertrester eignen sich alle Abfälle) wird allenfalls verkleinert, abgesehen davon aber unvorbereitet in den Reaktor gegeben. Wasser wird beigefügt. Die Masse wird auf über 200 Grad erhitzt und unter Druck gesetzt. Dieser Vorgang löst eine exotherme Reaktion aus: Wärme wird freigesetzt, und es entstehen Braunkohlestückchen. Die restlichen Stoffe bleiben im Prozesswasser zurück. Je nach Ausgangsmaterial dauert der Prozess zwei bis zwölf Stunden. Nach der Abkühlung wird die Kohle mit einem Sieb vom Prozesswasser getrennt. Noch unklar ist, wozu man das Prozesswasser brauchen kann. «Das ist eine wichtige Forschungsfrage», sagt der Wädenswiler Forscher Rolf Krebs. Eine Möglichkeit sei aber die Weiterverwertung als Dünger. Die Biokohle kann als Energieträger verwendet werden. Die ZHAW erforscht zudem, ob sie als Bodenverbesserer oder dazu verwendet werden kann, CO2 im Boden zu binden (die CO2-Sequestrierung). Die Vorteile der Hydrothermalen Carbonisierung sind, dass das Verfahren praktisch unabhängig von der Zusammensetzung und der Feuchte der Biomasse ist, dass das Endprodukt steril ist, es sich um einen chemischen Prozess handelt, der einfach steuerbar ist. Zudem ist ein CO2-neutrales Verfahren möglich. (led) Von Bettina Ledergerber Wädenswil – Die Natur braucht über eine Million Jahre, um Biomasse in Kohle zu verwandeln. In Wädenswil geht das in zwei bis zwölf Stunden. Seit einem Jahr forscht man am Institut für Umwelt und Natürliche Ressourcen der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW) in Wädenswil an einem Verfahren mit dem Namen Hydrothermale Carbonisierung (HTC). Doch das Verfahren ist nicht neu. HTC wurde bereits 1913 vom deutschen Chemiker und Nobelpreisträger Friedrich Bergius beschrieben. Danach geriet es in Vergessenheit. «Es wird sich durchsetzen» Erst vor vier Jahren hat das renommierte Max-Planck-Institut die Technologie wiederentdeckt und damit das Interesse der Industrie und der Forschungswelt geweckt. Auch der Wädenswiler Umweltchemiker Rolf Krebs und der Elektroingenieur Christoph Koller sind schon nach wenigen Versuchsmonaten euphorisch: «Wir sind überzeugt, es wird sich durchsetzen», sagen sie unisono. Bei der Hydrothermalen Carbonisierung wird Biomasse erhitzt und unter sehr grossen Druck gesetzt. So wird Energie freigesetzt und der Kohlestoff herausgelöst. So lautet die einfache Erklärung des Verfahrens (die detaillierte findet sich im Kasten nebenan). Noch keine Nachteile entdeckt Ein Grund für die Euphorie von Rolf Krebs und Christoph Koller ist, dass bislang nur Vorteile und praktisch keine Nachteile bekannt sind. Die Ausgangsmaterialien für das HTC-Verfahren sind sehr vielfältig: Holzschnitzel, Molke, Mist, aber auch Klärschlamm. Auch nasse Abfälle können karbonisiert werden und müssen nicht wie zum Teil bei Biogasanlagen mit grossem Energieaufwand vorgetrocknet werden. Je nach Ausgangsmaterial kann der Reaktor 55 bis 80 Prozent der Biomasse in Biokohle umwandeln. Der Heizwert der Biokohle ist um 10 bis 30 Prozent höher als jener der Biomasse. Bei geschickter Nutzung der Wärme, die während des HTC-Prozesses entsteht, hat das Verfahren zudem eine ausgeglichene Energiebilanz. Bislang sind weltweit nur sehr wenige HTC-Reaktoren in Betrieb. Wie praxistauglich das Verfahren ist, müssen Rolf Krebs und Christoph Koller noch herausfinden. Doch grosse Visionen haben sie schon, ausgelöst auch durch erste Interessenbekundungen von Industrieunternehmen, aber auch von Kläranlagebetreibern. Die Wädenswiler Forscher können sich vorstellen, dass irgendwann jedes Haus seine eigene HTC-Anlage hat. Rolf Krebs sagt: «Die Hausbesitzer könnten beispielsweise mit ihren Garten- und Küchenabfällen ihr Haus beheizen.» So weit ist man aber noch lange nicht. Doch heute hoffen die Forscher, an einer Fachtagung in Wädenswil ihre Kontakte zu möglichen Partnern der Industrie herzustellen und Wädenswil als HTC-Kompetenzzentrum zu stärken. Christoph Koller (rechts) präsentiert den ersten HTC-Reaktor der Schweiz. Rolf Krebs (links) verwandelte damit Orangenschalen zu Biokohle. Foto: Patrick Gutenberg

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