Perspektiven zur nachhaltigen Nutzung von organischen Rest- und Abfallstoffen mittels Hydrothermaler Carbonisierung

Die Idee hinter der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) erweckt Hoffnungen: Statt fossile Kohle aus dem Boden zu gewinnen und zu verbrennen, soll Kohle aus pflanzlichen Rest- und Abfallstoffen hergestellt und in Böden eingebracht werden. Auf diese Weise soll die Bodenqualität verbessert und gleichzeitig Kohlenstoff mittel- bis langfristig fixiert werden – eine Möglichkeit aktiv gegen den Klimawandel anzugehen. Es existieren bereits erste Anlagen im industriellen Maßstab, mit denen bei Temperaturen von etwa 200°C in wenigen Stunden aus Biomassen HTC-Kohle hergestellt wird. Der große Bedarf an Forschung und Entwicklung zu dem Thema HTC bietet vielfältige Chancen, die Wirtschaftlichkeit der Technologie zu verbessern. Zusätzlich zu den chemischen Aspekten des HTC-Prozesses und den verfahrenstechnischen Herausforderungen erscheint die Behandlung des HTC-Prozesswassers von entscheidender Bedeutung für einen wirtschaftlichen Betrieb. Eine Kombination der HTC mit bereits bestehenden Bioenergieverfahren ist ebenfalls von großem Interesse. Das Verfahren kann z. B. mit der Biogaserzeugung kombiniert werden und die Effizienz des Prozesses deutlich steigern. Im Folgenden wird das Verfahren der HTC mit seinen Anwendungsmöglichkeiten genauer betrachtet, um einen Einblick in die Breite des Forschungsfeldes zu geben und die Perspektiven des Verfahrens aufzuzeigen.

The idea behind the process of Hydrothermal Carbonization (HTC) raises hopes: Instead of mining coal for combustion, a coal is produced from organic wastes to store carbon in soils and to improve the quality of the soil. This is a way to reduce the carbon content in the atmosphere in order to promote a negative CO₂ balance. There are already HTC-plants on an industrial scale. With these plants, coal can be produced at temperatures of about 200°C in a few hours. The high need for research and development offers a lot of options for transfering the HTC technology into an economically profitable process. Besides the chemical and procedural challenges, the treatment of HTC process water is crucial for economic operation. Additionally, HTC should be combined with existing bioenergy processes like anaerobic digestion or composting in order to increase the efficiency. The process and the applications of the HTC will be illustrated to give an insight into the breadth of the field of research and to demonstrate the perspectives of the technology.