Thermochemische Stoffwandlung

Die Arbeitsgruppe „Thermo-Chemische Stoffwandlung“ beschäftigt sich mit der stofflichen und energetischen Verwertung von Rest- und Abfallstoffen durch Hochtemperaturverfahren bzw. Hochtemperaturprozessketten. Da viele Produkte/Schadstoffe nur mittels hoher Temperaturen in den gewünschten Zustand transformiert werden können, sind diese Prozesse ergänzend zur mechanischen und chemisch/biologischen Stoffwandlung zu sehen.

Grundbausteine für unsere Hochtemperaturprozessketten sind Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, hydrothermale Karbonisierung und Torrefizierung. Mit diesen Prozessketten sollen Stoffkreisläufe für die regenerative Energie- und Rohstoffbereitstellung aus biogenen Rest- und Abfallstoffen sowie für die Rückgewinnung von werthaltigen Werkstoffen aus o.g. Stoffen bei gleichzeitiger Energiegewinnung geschlossen werden.

Regenerative Energie-und Rohstoffbereitstellung

Hierunter fällt die stoffliche und energetische Verwertung von sogenannten Restbiomassen, für die es bislang aus technischen und/oder ökonomischen Gründen keine Verwertungswege gibt. Beispielhaft seien Erntenebenprodukte, Gärreste, Pferdemist, Stroh, Klärschlamm und Laub genannt.

Bedingt durch die unterschiedlichen chemischen, physikalischen und kalorischen Eigenschaften müssen für die energetische und / oder stoffliche Verwertung von biogenen Reststoffen individuelle Prozessketten entwickelt werden. Beispiele dafür sind:

• Feuchte biogene Reststoffe, die nicht direkt thermisch verwertet werden können und deren Trockung sehr engergieintensiv sind, können alternativ z.B. in der hydrothermalen Karbonisierung oder durch Torrefizierung zu Biokohlen für die Energiegewinnung durch Verbrennung oder Vergasung eingesetzt werden.
• Trockene biogene Rest- und Abfallstoffe könnten zwar unmittelbar durch Verbrennung/Vergasung für die thermische Nutzung verwendet werden, jedoch beinhalten die mineralischen Bestandteile hohe Anteile an Chlor, Kalium, Natrium, etc., die den Ascheerweichungspunkt herabsetzen und damit einer energetische Nutzung entgegenstehen. 

Im Rahmen der Arbeitsgruppe werden neue Prozessketten entwickelt, die eine Verwertung möglichst vieler, unterschiedlicher, biogener Rest- und Abfallstoffe zur energetischen und stofflichen Nutzung ermöglichen. Die daraus entstandenen Produkte dienen anschließend zur Substitution fossiler Energieträger.

Rückgewinnung von werthaltigen Werkstoffen

Eine Vielzahl der täglich verwendeten Gütern besteht aus Verbundstoffen, Beispiele hierfür sind Getränkeverpackungen, Wärmedämmverbundsysteme, kohlefaser-/glasfaserverstärkte Kunststoffbauteile, Altreifen, etc. Diesbezüglich besteht der Anspruch, diese bzw. deren Komponenten in Kreisläufen erneut zu verwenden.

Am :metabolon Institut beschäftigt sich die Arbeitsgruppe „Thermochemische Stoffwandlung“ mit dem Aufschluss von Verbundstoffen, um zum einen Wert- bzw. Werkstoffe für die weitere Nutzung zurückzugewinnen und zum anderen die organischen Komponenten energetisch oder auch stofflich nutzen zu können.