Vergleich von Verfahren zur thermochemischen Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse unter einheitlichen, realitätsnahen Randbedingungen

Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Alfons Kather
Mitarbeiter Dipl.-Ing. S. Gellert
Laufzeit: 01.04.2008 - 31.05.2010

Ziel des Projektes war es, die unterschiedlichen verfahrenstechnischen Möglichkeiten zur thermochemischen Reinwasserstofferzeugung aus Biomasse bzw. zur Reformierung von Erdgas sowie Biogas aus Vergärungsanlagen energetisch und technisch zu vergleichen. Die je nach Gaserzeugungsverfahren erforderlichen Gasreinigungsverfahren sowie die nötigen katalytischen Reaktionsstufen wurden eingehend untersucht. Besonderes Augenmerk wurde dabei auf die verschiedenen Möglichkeiten der Kohlenwasserstoffreformierung gelegt. Zusätzlich wurden im Rahmen der Gesamtprozessmodellierung verschiedene Möglichkeiten zur Prozessintegration und zur Optimierung der Gesamtprozesse untersucht.

Hauptvergleichskriterium war die energetische Effizienz der Gesamtprozesse zur Wasserstofferzeugung. Zusätzlich wurden CO2-Emissionen und Kaltgaswirkungs-grade der Vergaser ermittelt. Neben den Kennzahlen wurden die Schwachstellen der verschiedenen Verfahren analysiert und, wo möglich, Verbesserungsansätze erarbeitet. Darüber hinaus wurden erste tendenzielle Aussagen zu sinnvollen Baugrößen und den Investitionskosten der unterschiedlichen Prozesse getroffen.

Im Rahmen des Projektes wurden die folgenden Prozesse detailliert betrachtet: 

  • 2-stufiger Carbo-V-Vergaser der Firma CHOREN,
  • 2-stufiges FZK-Vergasungsverfahren des Karlsruhe Institute of Technology (KIT),
  • Wirbelschichtvergaser von CUTEC,
  • Druckwirbelschichtvergaser in Värnamo (Chrisgas-Projekt),
  • Heatpipe-Reformer (BioHPR) der TU-München,
  • VERENA-Prozess zur hydrothermalen Vergasung des Karlsruhe Institute of Technology (KIT),
  • FICFB-Dampfwirbelschichtvergaser (Güssing) und
  • AER-Vergasung in einer Zweibettwirbelschicht. 

Als Referenzprozesse wurden die Wasserstofferzeugung aus Erdgas und die thermochemische Reformierung von Biogas aus mit Gülle oder Gülle-Maissilage-Gemisch betriebenen Biogasanlagen mit betrachtet.