Wandlung von Klärschlamm in Treibstoff und Wasserstoff

Am 01. Mai 2017 ist das EU-Projekt »The Demonstration of Waste Biomass to Synthetic Fuels and Green Hydrogen« (Akronym: TO-SYN-FUEL) gestartet, welches Fraunhofer UMSICHT Abteilung Energietechnik gemeinsam mit weiteren Partnern durchführt. Das Projekt hat ein Volumen von über 14 Mio. Euro und eine Laufzeit von 48 Monaten. Fraunhofer UMSICHT Insitutsteil Sulzbach-Rosenberg koordiniert das Horizon 2020 Projekt.  Das Vorhaben soll zeigen, wie aus Restbiomasse erstmalig in der Geschichte ohne Synthese Treibstoff und Wasserstoff hergestellt wird.

EU- Projekt To-Syn-Fuel

Projektlogo

Heute landen Millionen Tonnen organischer Abfälle aus verschiedenen Sektoren auf Deponien oder werden verbrannt, was zu einem weiteren Anstieg der Treibhausgasemissionen (Green House Gases) und der daraus resultierenden Luft-, Boden- und Wasserverschmutzung führt.

Die Kombination von verschiedenen Techniken im  To-Syn-Fuel Projekt machen es möglich ein breites Spektrum der Biomasse (organische Abfälle wie Bioabfälle, anaerobe Gärreste und getrockneter Schlamm) zu nutzen.  In einer neu konzipierten Anlage soll es möglich sein: nachhaltige Biokraftstoffe, grünen Wasserstoff und Biokohle zu produzieren.

Hintergrund/ Motivation

Verstärkte Nutzung erneuerbarer Energien zur Bekämpfung des Klimawandels
EG: Ziel von 10 % der Energie, die im Verkehr aus erneuerbaren Quellen verbraucht wird, zu erreichen
Biokraftstoffe der ersten Generation sind ökologisch und sozial nicht nachhaltig
Notwendigkeit der Markteinführung fortschrittlicher Biokraftstoffe unter Verwendung von lignocellulosehaltiger Biomasse (Non-Food-Wettbewerb)
Biochemische Prozesse wie die Fermentation sind langsam und eignen sich schlecht für Rohstoffe der zweiten Generation (gemischte Zusammensetzung, geringerer Cellulosegehalt)
Thermochemische Prozesse wie Vergasung und Pyrolyse sind in Bezug auf die Einsatzstoffe flexibler, können aber bislang nur in großen zentralen Anlagen kostengünstig durchgeführt werden.

Ziele und Aufgaben

© Fraunhofer UMSICHT

Der TCR Prozess bietet viele Vorteile: Flexibilität der Größenordnung und Verlagerung auf regionaler und lokaler Ebene, Flexibilität der Rohstoffe, die Qualität und Reproduzierbarkeit der Endprodukte sowie wettbewerbsfähigen niedrigen Kosten.

Demonstration der technischen Machbarkeit und Kostenwettbewerbsfähigkeit der Bioenergie-Wertschöpfungsketten TCR->  PSA->  HDO
Herstellung von grünem Wasserstoff sowie grünen Diesel- und Benzinäquivalenten aus Klärschlamm

Validierung der logistischen Vorteile der integrierten kleinräumigen Wasserstofftrennung und -reinigung (PSA) und HDO-Module mit der TCR-Einheit im Vergleich zur zentralen petrochemischen Infrastruktur.
Beitrag zu den Zielen der Richtlinie über erneuerbare Energien für erneuerbare Energien durch Validierung von Abfallrohstoffen für die Herstellung von Kraftstoffen.
Schaufenster für zukünftige nachhaltige Investitionen und Wirtschaftswachstum in ganz Europa
Entwicklung eines Business Case, LCA und Verbreitung der Ergebnisse

TCR®-Technologie als Lösungsansatz

© Fraunhofer UMSICHT

TCR ® -Schema: Beim thermo-katalytischen Reforming werden organische Reststoffe zu Öl, Gas und Biokoks gewandelt

Die entwickelte TCR-Technologie von Fraunhofer UMSICHT ist eine global anwendbare Lösung. Durch das thermo-katalytische Reforming TCR werden erneuerbare, flüssige Kraftstoffe aus Abfallbiomasse produziert, welche fossile Brennstoffe ersetzen können. Die hergestellten Kraftstoffe von Fraunhofer UMSICHT entsprechen den europäischen Normen für Benzin und Diesel EN228 bzw. EN590, was im Technikum-Maßstab bereits nachgewiesen wurde. Diese sehr hohe Öl-Qualität wird durch das thermo-katalytische Reforming TCR® erreicht. Die TCR®-Technologie wandelt im Wesentlichen alle Arten von Restbiomassen in drei Hauptprodukte um: H2 reiches Synthesegas, Biokohle und flüssiges Bio-Öl, welches upgegradet werden kann.

Bau einer Demonstrationsanlage zur Umwandlung von Abfallbiomasse in Kraftstoff

© raunhofer UMSICHT

Übersichtskarte

© Susteen

Der letzte Teil des Projekts besteht in der Entwicklung und Implementierung einer großtechnischen Technologie, die darauf abzielt, getrockneten Klärschlamm und andere Arten von Biomasseabfällen unter Standardbedingungen in flüssige Treibstoffe umzuwandeln, die in konventionellen Verbrennungsmotoren und grünem Wasserstoff eingesetzt werden können.  

Die Anlagen zur Kraftstofferzeugung werden im Markt Hohenburg (Landkreis Amberg-Sulzbach, Oberpfalz) errichtet. Der Standort bietet zahlreiche Vorteile: vor Ort besteht jahrelange Erfahrung in der Trocknung und der Handhabung von Klärschlamm. Die Mengen und Qualität an Einsatzstoff, wie sie im Projekt gefordert sind, sind in Hohenburg verfügbar. Der Spatenstich im Industriepark Hohenburg fand am 7. November 2018 statt.

Die großtechnische Produktion der To-Syn-Fuel-Demonstrationsanlage wird einen echten Geschäftsvorteil darstellen. Sie bietet eine langfristige Möglichkeit für die Umwandlung von organischen Abfällen in erneuerbare Brennstoffe. Diese können dann direkt in die bestehende Erdölinfrastruktur eingebracht werden. Hunderte solcher Anlagen, die in ganz Europa installiert werden könnten, würde ausreichen, um bis zu 32 Millionen Tonnen organische Abfälle pro Jahr in nachhaltige Produkte und Biokraftstoffe umzuwandeln. Dies würde bis  zu 35 Millionen Tonnen Treibhausgaseinsparungen pro Jahr bedeuten. Im Hinblick auf die sozioökonomische Entwicklung würden 100 Werke mindestens 5.000 qualifizierte Arbeitsplätze schaffen.

Medienbeiträge zum Bau der Demonstrationslanage

8.11.2018

Publikation

Open Access Government edition 22 (April 2019)  

»The implementation of a green waste valorisation technology to produce value-added products from sewage sludge«

8.11.2018

Radiobeitrag BR

Bio-Kraftstoff aus Klärschlamm - das soll in Zukunft möglich sein. Das Fraunhofer-Institut Umsicht aus Sulzbach-Rosenberg baut eine Großanlage zur Produktion des »grünen« Benzins.

8.11.2018

Onetz.de Pressemeldung

Klärschlamm wird Kraftstoff

Presseinformationen zum To-Syn-Fuel-Projekt

 

8.11.2018

Grünes Benzin aus Klärschlamm: Spatenstich für Fraunhofer-Demonstrationsanlage

 

25.6.2018

TO-SYN-FUEL Projekt: Konsortium Treffen in Sulzbach-Rosenberg

 

31.7.2017

Neue EU-Projektpage TO-SYN-FUEL

 

15.5.2017

Start des EU-Projektes: Wandlung von Klärschlamm in Treibstoff und Wasserstoff

 

3.4.2017

EU-Projekt in Vorbereitung

Ansprechpartner

Robert Daschner

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Dr.-Ing. Robert Daschner

Abteilungsleiter Energietechnik

Telefon +49 9661 908-410

Andreas Apfelbacher

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Dr. Andreas Apfelbacher

Gruppenleiter Thermochemische Prozesse

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Contact Press / Media

Dr. Nils Jäger

Telefon +49 9661 908-448