Slash in Bargeld verwandeln

Ein kleines Unternehmen in Ottawa, Kanada, sagt, es habe einen wirtschaftlichen Weg entwickelt, um Nordamerikas riesiges Angebot an Waldabfällen, genannt Slash, in eine kohlenstoffneutrale Flüssigkeit für die Stromerzeugung und die chemische Produktion umzuwandeln.

Das modulare Pyrolysesystem von Advanced Biorefinery ist für den Einsatz im Wald konzipiert. Das Gesamtsystem umfasst auch einen Reaktor und einen Kondensator, die hier nicht dargestellt sind. (Bild: Adam Valenta)

Sein Ansatz basiert auf einer modularen, schnell zu montierenden Pyrolyseanlage, die Holzfällerfirmen in den Busch folgen und ihre übrig gebliebenen Pflanzen direkt in einen sauber verbrennenden erneuerbaren Brennstoff umwandeln kann.



Der Schnittgut, auch als Waldschnitt bekannt, sind die unerwünschten Äste, Spitzen, Stümpfe und Blätter, die beim Holzeinschlag entfernt und normalerweise in Haufen an Straßenrändern verbrannt werden.

Es ist eine enorme Menge an verschwendeter Energie. Allein in den Vereinigten Staaten wurden nach Angaben des US-Energieministeriums 16 Prozent des Holzes aus Holzeinschlag oder 49 Millionen Tonnen im Jahr 2004 abgeholzt.

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Das Problem war, dass es sich bei Waldschnitt um sperriges Material mit geringer Dichte handelt, das sich normalerweise in abgelegenen Abholzungsgebieten befindet, sagt Peter Fransham, Präsident von Advanced Biorefinery. Es sei zu teuer, dieses reichlich vorhandene, im Wesentlichen kostenlose Rohmaterial zu sammeln und zu transportieren, sagt er, insbesondere wenn die nächste Raffinerie mehr als 100 Kilometer entfernt ist.

Es dauert nicht lange, bis die Transportkosten den Wert der Biomasse übersteigen, sagt Fransham, der auch Ingenieur und Forscher ist. So hat Advanced Biorefinery das Problem auf den Kopf gestellt. Wir bringen die Maschine zur Biomasse und nicht die Biomasse zur Maschine, sagt er.

Bei dieser Maschine handelt es sich um eine transportable Trockendestillationsanlage, die pro Tag 55 trockene Tonnen Schnittholz zu einem Gemisch verarbeiten kann, das 60 Prozent Bioöl und 40 Prozent Holzkohle, Asche und synthetisches Gas enthält.

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Das grüne Bioöl – das kein Schwefeldioxid und die Hälfte der Stickoxide von herkömmlichem Öl enthält – kann in Kesseln, Turbinen und Dieselgeneratoren zu Wärme und Strom verbrannt werden. Es enthält auch Essigsäure, Acetol, Glyoxal und Ameisensäure, die in einer Reihe von chemischen Märkten verwendet werden können, von Lebensmitteln bis zu Düngemitteln.

Und natürlich werden die Transportkosten drastisch gesenkt, indem die Biomasse vor Ort verarbeitet und in eine Flüssigkeit mit hoher Dichte umgewandelt wird, die viel Energie in einem Bruchteil des Volumens enthält, sagt Fransham, der seit 18 . an seiner Anlage arbeitet Jahre.

Wenn Sie sich den Wert auf der Autobahn ansehen, hat [der Inhalt] eines Holzhackschnitzels einen Wert von 1.000 US-Dollar, während eine Tanklasterladung Bioöl einen Wert von etwa 8.000 US-Dollar hat.

Eine Schlüsselinnovation der Anlage von Advanced Biorefinery ist ihr modulares und autarkes Design. Das System besteht aus sechs Modulen, von denen jedes ungefähr 2,40 Meter hoch, 2,40 Meter breit und 6 Meter lang ist. Sie lassen sich einfach per Container-LKW transportieren und sind innerhalb einer Woche nach Ankunft am Einsatzort verschraubt und einsatzbereit.

Was sie im Kern haben, funktioniert sehr elegant, sagt Rick Whittaker, Vice President of Investments bei Technologie für nachhaltige Entwicklung Kanada (SDTC), eine gemeinnützige Stiftung, die Clean-Tech-Unternehmen in der Frühphase Finanzierung bereitstellt.

SDTC gab im Juli bekannt, dass es ein Pilotprojekt finanzieren wird, an dem Advanced Biorefinery und ein großer Waldbetreiber im Norden Ontarios beteiligt sind. Jetzt müssen sie dem Kunden beweisen, dass es funktioniert. Sie sind bereit, es in einen größeren Maßstab zu bringen, sagt Whittaker.

Das von ihnen verwendete schnelle Pyrolyseverfahren ist bekannt. Die Pflanze erhitzt die Biomasse in einer sauerstoffarmen Umgebung schnell auf 1.000 Grad F, zerstört ihre molekulare Struktur und produziert das Öl zusammen mit Holzkohle und Gas.

Fransham sagt, dass viele Pyrolyseanlagen, einschließlich solcher, die auf beliebten, aber komplexen Wirbelschichtkonstruktionen basieren, ohne Abstriche bei der Modularität nur schwer skaliert werden konnten. Er beschloss, ein flexibleres und einfacheres System zu entwickeln, bei dem die Biomasse fast sofort durch heißes Stahlschrot verdampft wird, das die Wärme effizienter als andere Ansätze überträgt.

Um den Prozess energieeffizienter zu gestalten, wird das Stahlschrot anstelle von energieintensiveren Druckluftgebläsen über Schnecken umgewälzt. Die dabei entstehende Holzkohle und Gase werden aus den heißen Dämpfen aufgefangen und als Brennstoff zum Antrieb des Systems und zur Vortrocknung des Slash, der bis zu 50 Prozent Wasser enthalten kann, recycelt.

Franshams Unternehmen kam recht früh dazu, und sie sind eine der ersten, die darüber sprechen und tatsächlich mit dem Bau solcher Maschinen beginnen, sagt David Layzell, Experte für Bioenergie und Pflanzenwissenschaften an der Queen’s University in Kingston, Ontario.

Layzell, der auch als CEO und Forschungsdirektor für den Biomasse-Thinktank tätig ist BIOCAP Canada Foundation , sagt Franshams frühe Arbeit beginnt, andere auf diesem Gebiet zu inspirieren. Der Wettbewerb zwischen diesen Gruppen, die alle versuchen, es zum Laufen zu bringen, ist genau das, was wir brauchen, sagt er.

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Die Technologie hat auch das Interesse der Regierung von Ontario geweckt. Vor zwei Jahren unternahm der Minister für natürliche Ressourcen der Provinz einen Routineflug über Nord-Ontario und war schockiert, als er sah, wie Rauchwolken aus den am Straßenrand verbrannten Waldstücken aufstiegen. Er fand es schade, dass das alles in die Luft geht, sagt Larry Skinkle, Biomasse-Koordinator für die Forstabteilung des Ministeriums. Nach der Untersuchung einer Reihe von Technologien kontaktierte das Ministerium Fransham und bat ihn, einen Prototyp für die Provinz zu bauen.

Laut Skinkle hofft die Regierung, dass die Technologie eine neue Einnahmequelle für eine angeschlagene Forstindustrie erschließen und gleichzeitig Umweltziele erreichen könnte, und hofft, dass eine Demonstrationsanlage branchenweite Tests des Systems anregen wird.

Es ist gebaut, sagt er. Der nächste Schritt besteht darin, es in den Busch zu transportieren, um seine volle Transportfähigkeit zu demonstrieren.

Der modulare Aufbau erleichtert den Transport. Auch Wartungen und Reparaturen sind weniger störend. Wenn eines der Module durch einen auffahrenden Gabelstapler beschädigt wird, könnten wir dieses Modul herausnehmen, ersetzen und in kürzester Zeit wieder betriebsbereit sein, sagt Fransham und fügt hinzu, dass Upgrades an einzelnen Modulen ohne durchgeführt werden können die gesamte Anlage außer Betrieb zu nehmen.

Fransham schätzt, dass mit 2.000 seiner in ganz Ontario installierten Maschinen täglich genug grünes Öl produziert werden könnte, um zwei Millionen Haushalte mit elektrischer Energie zu versorgen. Aber die Marktchancen erstrecken sich natürlich über die Vereinigten Staaten und Kanada sowie auf Forstbetriebe in China und Indien, wo die dezentrale Brennstoffproduktion und Energieerzeugung perfekt für abgelegene Gemeinden geeignet sein könnten.

Um den US-Markt zu erschließen, teilt Advanced Biorefinery sein geistiges Eigentum mit Florence, AL, Erneuerbare Öl International , die versucht, eine eigene Demonstrationsanlage in Massachusetts zu errichten.

Kanada ist nicht groß genug für diese Leute, sagt Whittaker von Sustainable Development. Deshalb ermutigen wir sie, nachdem sie es bewiesen haben, wirklich global zu expandieren. Wie der Trend zur dezentralen Energieerzeugung sieht Whittaker das Konzept der dezentralen Biokraftstoffproduktion ein ähnliches Potenzial. Das macht wirtschaftlich viel Sinn.

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Queen's Layzell sagt, dass das Beste an der Umwandlung von Biomasseabfällen, egal ob Waldrodung oder Ernterückstände, in Bioöl oder Ethanol ist, dass Sie viel mehr Energie herausholen als Sie investieren. Wenn der Anbau von Mais zur Herstellung von Ethanol nur das 1,5-fache an Energie zurückgibt, Er schätzt, dass die Nutzung von Waldabfällen eine mindestens vierfache Rendite bietet.

Wenn Unternehmen wie Advanced Biorefinery und andere beginnen, diese Technologien zu implementieren, werden Verbesserungen der Energieeffizienz und andere Vorteile erzielt, sagt Layzell. Wenn Sie jetzt das Vierfache der Energierückgabe erhalten, können Sie in 15 Jahren vielleicht sechs bekommen. Es gibt eine Gelegenheit, es zu beweisen, aber wir stehen noch ganz am Anfang.

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