Der Neue Wiesentbote

Die Energiewende schafft man nicht als Einzelkämpfer, das zeigt die jüngste Entwicklung einer Gruppe von drei befreundeten Unternehmen aus Bayern. BtX energy (Bayreuth), Burkhardt (Mühlhausen) und ProMethan (Tirschenreuth), allesamt Anlagenbauer aus dem Bioenergiebereich haben in der ersten Jahreshälfte einen Meilenstein vom Labor in die Praxis für Wasserstoff aus Abfallholz genommen, indem sie gemeinsam eine Gasaufbereitungstechnologie zur Wirkungsgradsteigerung auf über 50% vom Abfallholz zum reinen Wasserstoff erprobt haben. An dieser Stelle wird der klimafreundliche Treibstoff wirtschaftlich interessant.

Holzvergaser wurden schon vor 100 Jahren für die Treibstoffproduktion eingesetzt, damals direkt im Fahrzeug mit Verbrennungsmotor. Leider war die Technologie bei Weitem nicht ausgereift, der Wirkungsgrad gering und die Motoren permanent verstopft vom Holzteer. Anders ist das heute: Moderne Anlagenbauer wie die ProMethan GmbH mit Hackschnitzelvergasern mit 200 – 1000 kW Brennstoffleistung modular und die Burkhardt GmbH mit Anlagen von 500 kW bis zu 6 MW produzieren zuverlässig sauberes Gas aus Restholz. Stellt man daraus Wasserstoff her, erreicht dieser durch die Brennstoffzellentechnik den doppelten Wirkungsgrad im Fahrzeug. Durch die moderne Anlagentechnologie und die Reinheitsanforderungen von Wasserstoff besteht auch keine Gefahr mehr für Ausfälle. Dass das möglich ist, haben die beiden Anlagenbauer zusammen mit BtX nun bewiesen.

Altbekannte Technologie neu gedacht

Die Technologie hierfür ist keine Quantenphysik – die sogenannte Wassergas-Shift-Reaktion ist fester Bestandteil der Erdgasbranche und produziert dort seit Jahrzehnten fossilen Wasserstoff. Die Prozesse unterscheiden sich jedoch merklich, weshalb ein ausgeklügeltes Temperaturmanagement dafür sorgt, dass der neue BtX-Reaktor weder auskühlt noch überhitzt und zudem keinerlei externe Energie benötigt. Nachfolgende Grafik zeigt den Prozess schematisch vom Restholz bis zum Wasserstoff.

Das innovative Reaktorkonzept wurde in dem mit 630.000 € vom BMWK geförderten Projekt BiDRoGen entwickelt, wo derzeit noch an einer neuartigen Wasserstoffabscheidung geforscht wird.

Ewige Diskussion um die Nachhaltigkeit von Holz als Energieträger

Die Nachhaltigkeit von Holzheizungen war jüngst noch Streitpunkt in Brüssel. Eine Diskussion, die lange, komplex und von starken Meinungsbildern geprägt ist. Am Ende des Tages sind eine nachhaltige Forstwirtschaft, eine moderne, feinstaubarme Technologie und kurze Transportwege die leider eben nicht überall in Europa gegebenen Anforderungen, die Holzenergie wirklich nachhaltig und klimafreundlich machen. All das wird hier jedoch vereint: Dezentrale Holzvergaser verarbeiten Restholz aus Forst oder Industrie am Ort der Gestehung zu einem Synthesegas, das anschließend in eine Mischung aus Wasserstoff (50% der Energie) und Wärme (30% der Energie) mit hohem Systemwirkungsgrad gewandelt werden. Der Wasserstoff kann dann beispielsweise zur Betankung der Lieferfahrzeuge für die eigentlichen Holzprodukte oder weitere Restholz-Hackschnitzel oder -Pellets eingesetzt werden, um auch deren Klimabilanz in der Heizung zu verbessern.

Biowasserstoff als zugelassene Option für den Klimaschutz

Die Zulassung von biogenem Wasserstoff als grünem Treibstoff erfolgte im Rahmen der Novellierung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes im Jahr 2021. In Folge zielführender Diskussionen zwischen Politik, Fachverband Biogas und StartUps wie der BtX energy GmbH konnte diese entscheidende Verbesserung erzielt werden. Die gesetzliche Einigung auf einen reinen Reststoffeinsatz klingt sinnvoll: Alles, was nicht verfüttert oder stofflich verarbeitet werden kann, darf in den Tank. BtX energy ist seit März auch Inhaber des einzig gültigen Zertifikates für grünen Wasserstoff mit ihrer Anlage zur Wasserstofferzeugung aus Gülle und Mist.

Markteinführung und weitere Innovationen

Nachdem die Funktionalität nun für die zwei unterschiedlichen Vergasertechnologien und Dimensionen erprobt ist, soll es in großen Schritten Richtung Markteintritt gehen. Hierfür wollen Burkhardt und BtX in den kommenden Jahren zum einen eine vollständige Anlage bis zur Wasserstoffabscheidung aufbauen und parallel die Flüssigtreibstoffsynthese aus Holzgas erproben.

Wasserstoffreaktor an den Vergaseranlagen von Burkhardt (120 kg Hackschnitzel pro Stunde) und ProMethan (60 kg Hackschnitzel pro Stunde). V.l.n.R.: Markus Kollmer (Burkhardt), Andreas Molle, Julian Haffelder, Andreas Molle (BtX), Robert Völkl (ProMethan).

Infos zu den beteiligten Unternehmen

BtX energy ist ein 2020 aus einem Forschungsprojekt der Hochschule Hof gegründetes StartUp mit Sitz in Hof und Schwerpunkt innovative Biotechnologien. Das nur 8-köpfige Unternehmen ist derzeit führend in der Erzeugung von Wasserstoff aus Biogas, der Verfahrenstechnik zur Behandlung von biogenen und nicht-biogenen Synthesegasen und jüngst auch tätig in der Spaltung von Ammoniak für den Import von grünem Wasserstoff.

Die Burkhardt GmbH mit Sitz im bayerischen Mühlhausen ist einer der führenden Anbieter von Holzgas-KWK-Anlagen. Das Unternehmen entwickelt und produziert am Standort Mühlhausen Biomassekraftwerke bestehend aus Holzvergaser und Blockheizkraftwerk (BHKW) zur Erzeugung von Strom und Wärme für den internationalen Markt. Neben der Anlage zur Vergasung von Holzpellets, die seit 2010 in Serie produziert wird, wurde das Portfolio in den letzten Jahren auch um eine Anlage zur Vergasung von Holzhackschnitzeln erweitert, um mehr Reststoffpotenziale erschließen zu können. Darüber hinaus bietet das Unternehmen auch erdgasbetriebene Blockheizkraftwerke an.

Die ProMethan Gasanlagentechnologie GmbH ist eine Schwesterfirma der Völkl Motorentechnik GmbH, entwickelt und produziert unter anderem Holzvergasungsanlagen im kleineren Bereich für Waldhackschnitzel, Schredderholz, Sägewerks- u. Spanplattenabfälle. Die kleinste Linie leistet 70kW elektrisch, mit der Kaskadierung der Reaktoren kann die gesamte Anlagenleistung auf 300 kW elektrisch erhöht werden, wobei die BHKW-Anlage mit der Anzahl der Zylinder bzw. der Hubraumgröße mitwächst. Vorwiegend werden die Anlagen als fertige Plug&Play Systeme in fertig installierten Technikconteriner inklusive Fördertechnik zum Kundenstandort geliefert.