Das PYREG -Verfahren Pflanzenkohle und ihre ... · Sicher, dezentral, profitabel 6. Biomassetag...
Transcript of Das PYREG -Verfahren Pflanzenkohle und ihre ... · Sicher, dezentral, profitabel 6. Biomassetag...
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 16. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Das PYREG®-VerfahrenPflanzenkohle und ihre Einsatzmöglichkeiten
Marcel Nick B.Sc.PYREG GmbH - Forschung und Entwicklung
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 26. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Gliederung• Historische Entwicklung der PYREG GmbH• Karbonisierung
• Wie funktioniert die Technik?• Einsatzstoffe für die Karbonisierung• Ökonomische Betrachtung• Vorteile des Einsatzes der PYREG Technologie
• Kohlenstoff, das wichtige Element!• Pflanzenkohle im Boden• Futtermitteladditiv• Stalleinstreu• Gülleadditiv• Aktivkohle aus dem PYREG Verfahren• P-Dünger aus Klärschlamm
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 36. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Das Unternehmen
• 1999 bis 2009 Entwicklung des PYREG-Verfahrens an der FH Bingen
• Jahr 2009 Gründung der PYREG GmbH von Dipl.-Ing. Helmut Gerber
• Jahr 2010 Ansiedlung der PYREG GmbH in Dörth, Hunsrück
• Aktuell 29 Mitarbeiter, weiter steigend
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 46. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Das Verfahren• Thermische
Biomassenverwertung
• Temperaturen bis 750 °C
• Gezielte, mehrstufige Verbrennung der Biomasse
• Auskoppelbare Wärmeenergie
• Keine vollständige Verbrennung
stoffliche VerwertungBiomasse, feucht
Biomasse, trocken
Kohle
Asche
Trocknung50 – 150 °C
Karbonisierung(Pyrolyse)150 – 600 °C
Verbrennung600 – 1000 °C
BrenngaseCO,H2,CxHy-R
Wasserdampf
BrenngaseCO
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 66. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Das PYREG® P500 System
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 76. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Biomasse
Jahresdurchsatz 1.000 t TS
JahresdurchsatzOriginalsubstanz (OS)
2.000 t OS mit 50 % TS
Jahresproduktion Ca. 300 t p.a. Pflanzenkohle
Betriebsstunden Ca. 7.500 p.a.
Mindest-Heizwert OS 10 MJ / kg
Korngröße OS < 30 mm
Max. Energieeintrag 500 kW
Nutzbare Abwärme 120 - 150 kWth
Rauchgasreinigung Optional: Staubfilter, Nasswäscher,Aktivkohlefilter
Kennzahlen eines PYREG® 500-Moduls
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 86. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Beispiele BrennstoffeHerstellung von
Düngemittel Herstellung von Pflanzenkohle
Klärschlamm GärresteAbfälle aus
Produktion & Gewerbe
Sonstige Fäkal- u. Stallabfälle Grünschnitt
Forst-/ Holzwirt-
schaft
Landwirt-schaft
Primär-schlamm Nawaro Mist Papierfaserschlamm Bioabfall Gülle Ast- und
Baumschnitt Siebreste Spelzen
Überschuss-schlamm Gülle Silage Waschschlämme
(Etiketten u.ä.)
Über-lagerte Lebens-mittel
Mist Laub, Grasschnitt Sägemehl Ausputz
Faulschlamm Lebens-mittel
Tierkörper, Blut, Innereien Festmist Garten-
schnittKategorie-
Holz KUP
Aerob-schlamm Biotonne Biertreber, Trester,
Malz, OkaraStrauch-schnitt Hobelspäne Stroh
Flotat-schlamm
Geflügel-kot
Extraktion aus Rüben, Kraut, etc.
Gewässer-schnitt
Wurzel-stöcke
Gummi Treibsel/ Teek
Plastik
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 96. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Kosten / Erträge Kosten in EUR / a
Investitionskosten (10 Jahre) 41.705
Unveränderliche Betriebskosten (Wartung, Personal, Versicherung, Sonstiges)
26.000
Variable Betriebskosten (Strom, Brauchwasser, Flüssiggas für Start)
10.270
Summe Betriebskosten 78.375
Kohle (330 t / a) 115.000
Wärmeenergie (1125 MWth/ a) 45.000
Summe Erträge 160.500
Jahresüberschuss 82.125
Wirtschaftlichkeit (1.800 t/a, 65 % TS, 7500 h/a)
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 106. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Weitere Vorteile• Abwicklung problematischer Stoffströme
• Dezentrale Behandlung feuchter Biomassen (> 50%TS)
• Eliminierung von org. Schadstoffen
• Umwandlung in wertvollste Düngemittelzusätze mit hohem Phosphoranteil und mit besserer Pflanzenverfügbarkeit
• Hohe Effizienz durch Nutzung auskoppelbarer Wärmeenergie
• Herstellung hochwertiger und zertifizierter Pflanzenkohle
• Dauerhafte CO2-Bindung
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 116. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Was ist Pflanzenkohle?“Biochar is the product of thermal degradation of biomass in the absence of oxygen (pyrolysis) with the goal to be used as a soil amendment”Lehmann and Joseph, 2009
• > 50 % Kohlenstoff• Hohe Porosität• Große spezifische Oberfläche• pH ~ 10
Eigenschaften abhängig von Biomasse, Temperatur und Verweilzeit
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 126. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Terra Preta
• Ursprung im Amazonasgebiet 700-1000 n.Chr.• Jahrhundertelange Anwendung• Holz- & Pflanzenkohlen, Siedlungsabfälle,
Fäkalien, etc.
http://www.magazin.uni-halle.de/13999/biokohle-mit-mist-gegen-den-klimawandel/www.palaterra.de
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 136. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Potentiale Pflanzenkohle• CO2-Sequestrierung• N2O-Minderung• Bodenfruchtbarkeit verbessern• pH-Wert Erhöhung versauerter Böden• Verbesserung der Sorptionseigenschaften• KAK, Nährstoffreservoir und Feldkapazität
erhöhen
Erhöhung des Ertrags ohne Schädigung der Umwelt
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 146. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
CO2 – Sequestrierung im Boden
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 156. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Langsamer C-Abbau
Kuzyakov et al., Soil Biology and Biochemistry, 2014
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 166. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Stabiler C-Speicher
Scheifele, et al., in prep.
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 176. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Ertragssteigerung
de la Rosa et al., 2014, Science of Total Environment
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 186. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Futtermitteladditiv
• Zugabe bei der Futtermittelsilage
• Fördert Milchsäuregärung
• Minimiert Fehlgärungen
• Verlängerung der Haltbarkeit
• Risiko von Clostridien-Befall reduziert
• Verbesserung der Verdauung
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 196. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Einstreu in der Geflügelhaltung
• Flüssigkeitsspeicher• Geruchsminderung durch
Ammoniakadsorption• Angenehmes Stallklima• Wohlbefinden der Tiere steigt• Risiko von Fußballenerkrankungen nimmt
ab
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 206. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Bsp. Geflügelhaltung
Abb.: PYREG P500 System in Garrel (19.08.2015)
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 216. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Problem Gülle
• Unangenehmer Geruch• Niedrige Düngeeffizienz • Umweltbelastung • Bodenversauerung
Umweltfreund Pflanzenkohle
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 226. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Aktivkohleherstellung
• Dampfaktivierung• Oberflächen bis
950 m² / g• Verschiedenste
Biomassen• Elektrische
Heizung
PYREKA 2.0 in Zürich (2015)
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 236. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Neuartiges Konzept zur Klärschlammbehandlung• Daten zu KA Linz-Unkel
– Simultane aerobe Schlammstabilisierung (Anfang der 90er Jahre)– Ausbaugröße: 28.800 EW– Erweiterung um eine 2-stufige Kompaktfaulung im Jahr 2011– Regelbetrieb mit Mikrogasturbine seit 2012
• Testphase des PYREG Verfahrens (7. September 2015)– Energieeffiziente Implementierung von KS-Separierung, Trockner und
Klärschlamm-Mineralisierung– Neues Energiemanagement durch kaskadische Nutzung der Wärme
• Abwärme Mikrogasturbine• Abwärme PYREG Prozess• Wärmenutzung Trockner und Faulung
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 246. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Umsetzung des Verfahrens
Abb.: PYREG – Pilotanlage auf der KA Linz-Unkel (28.8.2015)
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 256. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
• Die PYREG Technologie wurde in die bestehende KA Linz-Unkel implementiert
• Erfolgreiches Zusammenspiel der einzelnen Komponenten
•Trockner
•Mikrogasturbine
•PYREG-Verfahren
• Produktion von P-Dünger mit hoher P-Löslichkeit
• werden in Pflanzversuchen getestet
Fazit der Testphase
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 266. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Fazit
• Für uns steht das Produkt Pflanzenkohle
steht im Vordergrund
• Pflanzenkohle kann die
Bodenfruchtbarkeit erhöhen
• Pflanzenkohle ist eine potentielle CO2-
Senke
04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 276. Biomassetag Hochschule Schmalkalden
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
PYREG GmbHTrinkbornstrasse 15-17D-56281 DörthTel: +49 6747 95388 0