Hydrothermale Carbonisierung, kurz HTC, nennt sich das Verfahren, dessen Grundlagen der deutsche Chemiker Friedrich Bergius 1913 beschrieb und mit dem Forscher nun einen hochwertigen Brennstoff herstellen wollen. Wofür die Natur Millionen Jahre braucht, dauert im Labor von Hans-Günter Ramke, Professor am Fachbereich Umweltingenieurwesen und Angewandte Informatik der Hochschule Ostwestfalen-Lippe in Höxter, nur ein paar Stunden.
In Ramkes Labor wandelt sich pflanzliche Biomasse unter Luftabschluss, hohem Druck und bei rund 200 °C in einen schwarzen Brei um. Der liefert „nach Trocknung eine Braunkohle mit vergleichbarer Qualität und Brennwert wie beim natürlichen Vorbild“, so der Forscher. Mehr noch: „Das Verfahren funktioniert sogar mit pflanzlichen Haushaltsabfällen, die eiweiß- und fetthaltige Reste enthalten“, sagt Ramke. Die heizwertreiche Biokohle lässt sich einfach zu Briketts pressen. Damit könnte ein neuer Markt erschlossen werden, ist der Forscher überzeugt.
Gemeinsam mit weiteren Forschergruppen und Unterstützung der Deutschen Bundesstiftung Umwelt will Umweltingenieur Ramke das Verfahren zur Praxisreife entwickeln: „Wir planen den energetischen Einsatz der Kohle bei kleinen und mittleren Gewerbebetrieben, Gärtnereien und in der Landwirtschaft.“
Zusammen mit dem Warendorfer Heiztechnikunternehmen IHT hat Ramke ein Konzept entwickelt, um Gärreste zu verfeuern. In Feuerungsversuchen haben sich die „Höxteraner Taler“, wie er die flachen, runden Briketts nennt, bereits bewährt. Außer dem Brennstoff ließen sich mit dem Verfahren auch torf- oder humusartige Zwischenprodukte gewinnen, die zur Bodenverbesserung eingesetzt werden können.
Bislang hat Ramke das Verfahren in einem 25-Liter-Druckreaktor erprobt: „Das funktioniert wie mit einem großen Dampfkochtopf, ist aber so für den Praxiseinsatz ungeeignet, da der Prozess nicht kontinuierlich läuft.“ Für jeden Durchgang erst Deckel öffnen, dann schließen und warten bis Temperatur und Druck stimmen, das sei zu umständlich.
Nun steht das Upscaling mit einem 200-Liter-Reaktor an. „Damit wollen wir es schaffen, die Biomasse in einen durchlaufenden Prozess einzuschleusen und die Kohle am Ende ohne großen Aufwand zu entnehmen“, sagt der Forscher und gibt sich vorsichtig optimistisch. In ein paar Jahren könne eine ausgereifte Lösung auf dem Markt sein. „Es wird dabei sehr darauf ankommen, dass wir einen effizienten und kostengünstigen Weg finden“, weiß Ramke, „denn wir stehen in Konkurrenz zu anderen bereits etablierten Verfahren der Bioabfallverwertung.“
Genau da sehen Kritiker des Verfahrens den Knackpunkt. „Durch den gesetzlichen Verwertungszwang gibt es hierzulande für fast alle organischen Abfälle etablierte Wege der Verwertung, die in Konkurrenz zu einer HTC-Verwertung stehen“, sagt Frank Schuchardt, Professor am Johann-Heinrich-von-Thünen-Institut in Braunschweig. Für HTC bleibe nicht viel mehr übrig als die Verwertung von Kartoffel- und Rübenkraut. „Die Entscheidung über den Verwertungsweg wird aus wirtschaftlicher Sicht gefällt und auch auf der Basis von Ökobilanzen“, stellt Schuchardt fest. Die aber fehlten bislang.
Volker Zwing, Geschäftsführer von CS Carbon Solutions in Kleinmachnow bei Berlin, sieht sich schon weiter. Er arbeitet eng mit der Arbeitsgruppe von Professor Markus Antonietti vom Max-Planck-Institut (MPI) für Kolloid- und Grenzflächenforschung in Potsdam-Golm zusammen, der HTC vor einigen Jahren wiederentdeckt hatte. Das Unternehmen ist exklusiver Lizenznehmer der Patente aus Antoniettis Arbeitsgruppe.
Noch in diesem Halbjahr will Zwing in der Nähe des Firmenstandortes eine Anlage für die kontinuierliche Herstellung von Kohle und kohleartigen Produkten in Betrieb nehmen. „Bei einem Biomasse-Input von 10 000 t pro Jahr rechnen wir mit einer Produktion von 1200 t bis 1500 t Kohle“, sagt er. „Damit wollen wir in den Markt für Bio-Holzkohle und Spezialkohlen, wie sie für Filter oder Reifen benötigt werden.“
Auch die Energiebranche interessiert sich für HTC. Der Energieversorger RWE Power überlegt HTC-Kohle in bestehenden Kraftwerken mitzuverbrennen, um so die Bilanz für Treibhausgasemissionen zu verbessern.
