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Leitartikel Abb. 4:
Leitartikel Abb. 4: Schema der Wasserstofferzeugung mittels Holzvergasung chenden Potenzialen und heute noch ungeklärter Nutzung. In einem vom BMWK geförderten Forschungsvorhaben mit dem Akronym „BiDRoGen“ hat die BtX energy GmbH 2023 einen modularen Shift- Reaktor zur Aufrüstung von Holzgasanlagen entwickelt. Der Reaktor nutzt die exotherme Reaktionswärme, um das gereinigte Gas auf Reaktionstemperatur zu bringen. Es wird somit keine zusätzliche Wärmezufuhr benötigt und eine Überhitzung trotz des hohen CO-Gehaltes verhindert. Bis Ende 2024 soll eine innovative Abscheidetechnologie der A.H.T. Syngas Technology N.V. an der BtX-Projektanlage aus BiDroGen installiert werden, bisher wurde noch kein Wasserstoff in Reinstform abgeschieden. Die Technologie ist daher bei TRL 6–7 einzustufen, da noch nicht die gesamte Prozesskette erprobt wurde. Der im Projekt entwickelte Reaktor wurde 2024 an weiteren Vergasern von ProMethan und Burkhardt getestet und erreichte dort einen Wirkungsgrad von über 50 % von Restholz zu Wasserstoff [15]. Die Anlagentechnologie der blueFLUX Energy AG baut ebenfalls auf dem Prinzip der Vergasung auf, jedoch nach vorangehender Verkohlung der eingesetzten Reststoffe mittels patentierter Hydrolyse. Durch diesen homogenisierend wirkenden Prozessschritt können mit dieser Technologie auch anspruchsvolle Substrate wie Klärschlamm, Biomüll und Gärrest eingesetzt werden, was eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Verwertung unterschiedlichster Inputmaterialien darstellt. Im Hydrolyseprozess erfolgt die Verarbeitung von organischen Reststoffen mit einem Trockensubstanzgehalt von ca. 30 % innerhalb von 2 Stunden bei 180 °C und 10 bar Druck zu synthetischem Kohleersatz (Brennwert vergleichbar mit Braunkohle und einem Trockensubstanzge Abb. 5: Schema des blueFLUX-Prozesses 14 GREENEFFICIENTTECHNOLOGIES 2024
Leitartikel Abb. 6: Anlagenaufbau der blueFLUX in Dachau (links Vorverkohlung, rechts Verkohlung) Aus kommunalem Klärschlamm und Holzresten in Kombination von Windradstrom erfolgt die Transformation in zu Schwachgas und hochwertiger Prozessrestwärme. Hierzu wird die erzeugte Kohle pelletiert und im Festbett des Vergasers vergast. Mit dem erzeugten Schwachgas wird der bislang eingesetzte Energieträger Erdgas substituiert und der Weg zum nachhaltig erzeugten Ziegel aufgezeigt. halt von 95–98 %) und Wasserdampf. Diese beiden homogenen Zwischenprodukte ermöglichen den Einstieg in den Stand der Technik über einen anderen Weg als bei der bisher oftmals versuchten Direktvergasung organischer Reststoffe. Es handelt sich hier um eine adaptierte Technologie aus dem Bestandsgeschäft des Mutter unternehmens im Bereich der Lebensmittelmisch- und -Trocknungstechnik und ist deshalb mit TRL 8 einzustufen. Der nachfolgende Vergasungsprozess kann über zwei Wege erfolgen: Flugstromvergasung (TRL 8) für einen höheren H 2 -Anteil im Synthesegas oder Festbettvergasung (TRL 9) zur Schwachgaserzeugung als Erdgas ersatz in Industrieprozessen. Flugstromvergasung: Nach dem Vergasungsschritt wird das Synthesegas geshiftet, um den H 2 -Anteil weiter zu erhöhen und über bestehende PSA – Technik zu trennen und zu reinigen (TRL 8–9). Die Demonstrationsanlage der blueFLUX Energy AG läuft seit rund 2,5 Jahren im Dauerbetrieb in ihren Kernkomponenten stabil. Aktuell erfolgt die Integration einer Vorverkohlungseinheit, um das Thema der gesetzlich geforderten Phosphorrückgewinnung in die Nutzung von kommunalem Klärschlamm entsprechend mit einfließen zu lassen. Im weiteren Schritt erfolgt dann die Einbindung im skalierten Maßstab in die Landwirtschaft. In diesem Projekt auf dem Versuchsgut Almwirtschaft Windkreut soll die blue FLUX-Technologie zeigen, wie in der Landwirtschaft aus den anfallenden Reststoffen dezentral H 2 für die Mobilität, Bio-Pflanzenkohle und Prozesswärmenutzung für ein kleines Nahwärmenetz die Landwirtschaft der Zukunft ermöglicht wird. Festbettvergasung: Zeitlich weiter fortgeschritten ist die Integration der blueFLUX-Technologie in die energie intensive Industrie. Am Beispiel eines Ziegelherstellers in Dachau wird die erste industrielle Großanlage aufgebaut und in 2025 in Betrieb genommen. Da die Schlüsseltechnologien bereits in Realumgebung erprobt sind, die gesamte Prozesskette aber noch nicht im zusammenhängenden großskalierten Maßstab, kann die Technologie für beide Wege auf TRL 7–8 eingeordnet werden. 2. Rahmen bedingungen und aktuelle Situation Wasserstoff aus biogenen Quellen ist per Definition der Europäischen Kommission ein fortschrittlicher Biokraftstoff und genießt damit die gleichen Vorteile (steuerliche Vergünstigungen und Anerkennung im THG-Minderungsquotenhandel für Treibstoffe) [16]. Voraussetzung hierfür ist, dass Substrate nach Anhang IX der EU-Richtlinie 2018/2001 als Edukt eingesetzt werden. Im nationalen Recht wurde dies 2021 bei der Novellierung des Bundesimmissionsschutzgesetzes verankert und wurde im Februar 2024 in § 13 der 37. BIm SchV. als direkter Verweis auf die 38. ergänzt. Als fortschrittlicher Biokraftstoff kann dieser Wasserstoff dementsprechend doppelt angerechnet werden [17, 18, 19]. Etabliert wurde dies auch in zahlreichen Investitionsförderprogrammen für Wasserstoff-Technologien, die explizit mindestens anteilig eine Vertankung von Wasserstoff aus der Elektrolyse mittels erneuerbarer Energien oder dem Einsatz von bio genen Reststoffen als Förder- GREENEFFICIENTTECHNOLOGIES 2024 15
