Das PYREG -Verfahren Pflanzenkohle und ihre ... · Sicher, dezentral, profitabel 6. Biomassetag Hochschule Schmalkalden 04.12.2015 1 Das PYREG®-Verfahren Pflanzenkohle und ihre Einsatzmöglichkeiten

04.12.2015Sicher, dezentral, profitabel 16. Biomassetag Hochschule Schmalkalden

Das PYREG®-VerfahrenPflanzenkohle und ihre Einsatzmöglichkeiten

Marcel Nick B.Sc.PYREG GmbH - Forschung und Entwicklung


Gliederung• Historische Entwicklung der PYREG GmbH• Karbonisierung

• Wie funktioniert die Technik?• Einsatzstoffe für die Karbonisierung• Ökonomische Betrachtung• Vorteile des Einsatzes der PYREG Technologie

• Kohlenstoff, das wichtige Element!• Pflanzenkohle im Boden• Futtermitteladditiv• Stalleinstreu• Gülleadditiv• Aktivkohle aus dem PYREG Verfahren• P-Dünger aus Klärschlamm


Das Unternehmen

• 1999 bis 2009 Entwicklung des PYREG-Verfahrens an der FH Bingen

• Jahr 2009 Gründung der PYREG GmbH von Dipl.-Ing. Helmut Gerber

• Jahr 2010 Ansiedlung der PYREG GmbH in Dörth, Hunsrück

• Aktuell 29 Mitarbeiter, weiter steigend


Das Verfahren• Thermische

Biomassenverwertung

• Temperaturen bis 750 °C

• Gezielte, mehrstufige Verbrennung der Biomasse

• Auskoppelbare Wärmeenergie

• Keine vollständige Verbrennung

stoffliche VerwertungBiomasse, feucht

Biomasse, trocken

Kohle

Asche

Trocknung50 – 150 °C

Karbonisierung(Pyrolyse)150 – 600 °C

Verbrennung600 – 1000 °C

BrenngaseCO,H2,CxHy-R

Wasserdampf

BrenngaseCO



Das PYREG® P500 System


Biomasse

Jahresdurchsatz 1.000 t TS

JahresdurchsatzOriginalsubstanz (OS)

2.000 t OS mit 50 % TS

Jahresproduktion Ca. 300 t p.a. Pflanzenkohle

Betriebsstunden Ca. 7.500 p.a.

Mindest-Heizwert OS 10 MJ / kg

Korngröße OS < 30 mm

Max. Energieeintrag 500 kW

Nutzbare Abwärme 120 - 150 kWth

Rauchgasreinigung Optional: Staubfilter, Nasswäscher,Aktivkohlefilter

Kennzahlen eines PYREG® 500-Moduls


Beispiele BrennstoffeHerstellung von

Düngemittel Herstellung von Pflanzenkohle

Klärschlamm GärresteAbfälle aus

Produktion & Gewerbe

Sonstige Fäkal- u. Stallabfälle Grünschnitt

Forst-/ Holzwirt-

schaft

Landwirt-schaft

Primär-schlamm Nawaro Mist Papierfaserschlamm Bioabfall Gülle Ast- und

Baumschnitt Siebreste Spelzen

Überschuss-schlamm Gülle Silage Waschschlämme

(Etiketten u.ä.)

Über-lagerte Lebens-mittel

Mist Laub, Grasschnitt Sägemehl Ausputz

Faulschlamm Lebens-mittel

Tierkörper, Blut, Innereien Festmist Garten-

schnittKategorie-

Holz KUP

Aerob-schlamm Biotonne Biertreber, Trester,

Malz, OkaraStrauch-schnitt Hobelspäne Stroh

Flotat-schlamm

Geflügel-kot

Extraktion aus Rüben, Kraut, etc.

Gewässer-schnitt

Wurzel-stöcke

Gummi Treibsel/ Teek

Plastik


Kosten / Erträge Kosten in EUR / a

Investitionskosten (10 Jahre) 41.705

Unveränderliche Betriebskosten (Wartung, Personal, Versicherung, Sonstiges)

26.000

Variable Betriebskosten (Strom, Brauchwasser, Flüssiggas für Start)

10.270

Summe Betriebskosten 78.375

Kohle (330 t / a) 115.000

Wärmeenergie (1125 MWth/ a) 45.000

Summe Erträge 160.500

Jahresüberschuss 82.125

Wirtschaftlichkeit (1.800 t/a, 65 % TS, 7500 h/a)


Weitere Vorteile• Abwicklung problematischer Stoffströme

• Dezentrale Behandlung feuchter Biomassen (> 50%TS)

• Eliminierung von org. Schadstoffen

• Umwandlung in wertvollste Düngemittelzusätze mit hohem Phosphoranteil und mit besserer Pflanzenverfügbarkeit

• Hohe Effizienz durch Nutzung auskoppelbarer Wärmeenergie

• Herstellung hochwertiger und zertifizierter Pflanzenkohle

• Dauerhafte CO2-Bindung


Was ist Pflanzenkohle?“Biochar is the product of thermal degradation of biomass in the absence of oxygen (pyrolysis) with the goal to be used as a soil amendment”Lehmann and Joseph, 2009

• > 50 % Kohlenstoff• Hohe Porosität• Große spezifische Oberfläche• pH ~ 10

Eigenschaften abhängig von Biomasse, Temperatur und Verweilzeit


Terra Preta

• Ursprung im Amazonasgebiet 700-1000 n.Chr.• Jahrhundertelange Anwendung• Holz- & Pflanzenkohlen, Siedlungsabfälle,

Fäkalien, etc.

http://www.magazin.uni-halle.de/13999/biokohle-mit-mist-gegen-den-klimawandel/www.palaterra.de

http://www.magazin.uni-halle.de/13999/biokohle-mit-mist-

http://www.palaterra.de


Potentiale Pflanzenkohle• CO2-Sequestrierung• N2O-Minderung• Bodenfruchtbarkeit verbessern• pH-Wert Erhöhung versauerter Böden• Verbesserung der Sorptionseigenschaften• KAK, Nährstoffreservoir und Feldkapazität

erhöhen

Erhöhung des Ertrags ohne Schädigung der Umwelt


CO2 – Sequestrierung im Boden


Langsamer C-Abbau

Kuzyakov et al., Soil Biology and Biochemistry, 2014


Stabiler C-Speicher

Scheifele, et al., in prep.


Ertragssteigerung

de la Rosa et al., 2014, Science of Total Environment


Futtermitteladditiv

• Zugabe bei der Futtermittelsilage

• Fördert Milchsäuregärung

• Minimiert Fehlgärungen

• Verlängerung der Haltbarkeit

• Risiko von Clostridien-Befall reduziert

• Verbesserung der Verdauung


Einstreu in der Geflügelhaltung

• Flüssigkeitsspeicher• Geruchsminderung durch

Ammoniakadsorption• Angenehmes Stallklima• Wohlbefinden der Tiere steigt• Risiko von Fußballenerkrankungen nimmt

ab


Bsp. Geflügelhaltung

Abb.: PYREG P500 System in Garrel (19.08.2015)


Problem Gülle

• Unangenehmer Geruch• Niedrige Düngeeffizienz • Umweltbelastung • Bodenversauerung

Umweltfreund Pflanzenkohle


Aktivkohleherstellung

• Dampfaktivierung• Oberflächen bis

950 m² / g• Verschiedenste

Biomassen• Elektrische

Heizung

PYREKA 2.0 in Zürich (2015)


Neuartiges Konzept zur Klärschlammbehandlung• Daten zu KA Linz-Unkel

– Simultane aerobe Schlammstabilisierung (Anfang der 90er Jahre)– Ausbaugröße: 28.800 EW– Erweiterung um eine 2-stufige Kompaktfaulung im Jahr 2011– Regelbetrieb mit Mikrogasturbine seit 2012

• Testphase des PYREG Verfahrens (7. September 2015)– Energieeffiziente Implementierung von KS-Separierung, Trockner und

Klärschlamm-Mineralisierung– Neues Energiemanagement durch kaskadische Nutzung der Wärme

• Abwärme Mikrogasturbine• Abwärme PYREG Prozess• Wärmenutzung Trockner und Faulung


Umsetzung des Verfahrens

Abb.: PYREG – Pilotanlage auf der KA Linz-Unkel (28.8.2015)


• Die PYREG Technologie wurde in die bestehende KA Linz-Unkel implementiert

• Erfolgreiches Zusammenspiel der einzelnen Komponenten

•Trockner

•Mikrogasturbine

•PYREG-Verfahren

• Produktion von P-Dünger mit hoher P-Löslichkeit

• werden in Pflanzversuchen getestet

Fazit der Testphase


Fazit

• Für uns steht das Produkt Pflanzenkohle

steht im Vordergrund

• Pflanzenkohle kann die

Bodenfruchtbarkeit erhöhen

• Pflanzenkohle ist eine potentielle CO2-

Senke


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

PYREG GmbHTrinkbornstrasse 15-17D-56281 DörthTel: +49 6747 95388 0

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