VALORKON – Valorisierung von Kondensatströmen aus der Torrefizierung von Biomasse

Land- und forstwirtschaftliche Reststoffe wie Heu, Stroh, Holz- und Pflanzenreste werden bisher nur unzureichend stofflich genutzt. Im Projekt VALORKON wird ein fermentationsfreies Bioraffinerie-Konzept entwickelt, bei dem das am IGB entwickelte Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung mit überhitztem Dampf zum Einsatz kommt. Mit einer neuen Prozesskette werden selektiv werthaltige Wertstoffe wie Essigsäure, Furfurale und Phenole abgetrennt, die bei der Torrefizierung als volatile Phase freigesetzt werden.

Gesamtkonzept der Bioraffinerie für forst- und landwirtschaftliche Reststoffe (Biomasse).

Ausgangssituation

Heu, Stroh, Holz- und Pflanzenreste stellen in Deutschland mit über 100 000 GWh bzw. 370 PJ (Basisdaten Bioenergie Deutschland 2017, Fachverband Nachwachsende Rohstoffe e.V.) ein bisher nur unzureichend genutztes energetisches und stoffliches Potenzial dar. Bei einer direkten Verbrennung oder Torrefizierung nach dem Stand der Technik werden werthaltige organische Inhaltsstoffe wie Säuren (Essigsäure, Lävulinsäure, Ameisensäure), Furfurale oder aromatische Verbindungen (Phenol, Vanillin) jedoch nicht ganzheitlich im Sinne einer Bioraffinerie verwertet; die Wirtschaftlichkeit der energetischen Nutzung bleibt begrenzt.

Projektziel und Lösungsansatz

Mit VALORKON wird ein vollständig neues – fermentationsfreies – Bioraffinerie-Konzept für Biomasse aus land- und forstwirtschaftlichen Reststoffen entwickelt. Hierbei kommt ein Verfahren zur Trocknung und Torrefizierung mit überhitztem Dampf (superheated steam, SHS) zur Anwendung, das das Fraunhofer IGB gemeinsam mit dem Projektpartner Heckmann in vorangegangenen Projekten entwickelt hat. Beim Torrefizierungsprozess entstehenden mit steigender Temperatur werthaltige volatile Stoffe, die mit dem überschüssigen Dampf bzw. der Produktfeuchte abgeschieden werden können. Dies gilt insbesondere für die Torrefizierung von lignocellulosehaltigen Reststoffen.

Die Innovation in VALORKON ist es, neben der Konditionierung der Reststoffe zu einem hydrophoben Material zusätzlich wertvolle Basischemikalien hoher Qualität (Reinheit > 95 Prozent) zu gewinnen. Dazu entwickeln Fraunhofer IGB und Heckmann eine Prozesskette, mit der diese Wertstoffe selektiv aus der bei der Torrefizierung freigesetzten volatilen Phase abgetrennt werden können.

Parallel dazu bewertet der Partner Hochschule Reutlingen die technischen Prozesse und ihre Wertschöpfungsketten anhand von Produktlebenszyklen (LCA-Sachbilanz) und Umwelteinflüssen (LCIA-Wirkungsabschätzung) sowie die Wirtschaftlichkeit der VALORKON-Bioraffinerie-Prozesskette im Vergleich zu konventionellen Raffinerien.

Projektinformationen

Projekttitel

VALORKON – Valorisierung von Kondensatströmen aus der Torrefizierung von Biomasse

 

Projektlaufzeit

März 2019 – Februar 2022

 

Kooperationspartner

  • Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart
  • Heckmann Metall-und Maschinenbau GmbH, Verden
  • Hochschule Reutlingen, Reutlingen

Förderung

Wir danken dem Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Projekts »VALORKON«, Förderkennzeichen 031B0664A, im Rahmen der »Technologieinitiative Bioraffinerien«.

Bundesministerium für Bildung und Forschung.