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Grünes Gas: Abfallverwertung ersetzt fossile Energieträger

An der TU Wien wird eine neue Prozesskette in Betrieb genommen, die biogene Abfallstoffe in wertvolle Energieträger umwandelt – umweltfreundlich und CO2-neutral.

drei Personen vor einem Computerbildschirm und einer technischen Anlage mit zahlreichen Röhren

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Im Labor an der TU Wien

Alexander Bartik, Hermann Hofbauer und Florian Benedikt (v.l.n.r.)

Alexander Bartik, Hermann Hofbauer und Florian Benedikt (v.l.n.r.)

Vier Personen vor der Versuchsanlage

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Das Team

Hermann Hofbauer, Damian Eberhöfer, Florian Benedikt, Alexander Bartik (v.l.h.r.)

Hermann Hofbauer, Damian Eberhöfer, Florian Benedikt, Alexander Bartik (v.l.h.r.)

Kommandozentrale der Anlage, ein Computerterminal, verschiedene Stahlbehälter und Rohre

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Die Anlage

Fossile Energieträger können nicht in allen Bereichen durch elektrische Energie ersetzt werden. Beispielsweise verwendet man in der Industrie hochwertige Energieträger wie Erdgas, die aus fossilen Quellen gewonnen wurden. Daher forscht man an der TU Wien seit Jahren an Methoden, solche Energieträger stattdessen aus nachwachsenden Rohstoffen zu erzeugen. Nun macht man einen weiteren wichtigen Schritt nach vorne: Anstatt hochwertige Biomasse – wie zum Beispiel Holz, das auch zur Möbelherstellung verwendet werden könnte oder Energiepflanzen umzuwandeln – sollen in Zukunft biogene Abfälle verwendet werden, um die benötigten Energieträger herzustellen. Das ist nicht nur die umweltfreundlichste und nachhaltigste Variante, sondern auch die wirtschaftlichste: Das gewonnene grüne Gas soll auf diese Weise sogar kostengünstiger werden als konventionelles fossiles Erdgas.

Entscheidend dafür ist eine an der TU Wien entwickelte neue Technologie, mit der Abfallstoffe in Gas umgewandelt und raffiniert werden. Nun wird am Wiener Getreidemarkt gemeinsam mit den Projektpartnern SMS group Process Technologies und Energy and Chemical Engineering (ECE) eine neue Syntheseanlage in Betrieb genommen, mit der die neuen Verfahren demonstriert und weiter verbessert werden sollen. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern sind die entstehenden Produkte CO2-neutral, weil selbst bei der Verbrennung der Produkte nur so viel CO2 entsteht, wie ursprünglich von den Pflanzen aus der Luft geholt wurde.

Die Bio-Variante von Erdgas und Diesel

„Mit unserer Anlage können hochwertige Energieträger, wie zum Beispiel grünes Gas, aus biogenen Abfallstoffen produziert werden. Eine ganz ähnliche Prozesskette erlaubt auch die Herstellung von hochreinem Wasserstoff oder flüssigen Treibstoffen mit dieselähnlichen Eigenschaften. Solche Initiativen werden sowohl in nationalen als auch in europäischen Verordnungen von der Politik gefordert“, sagt Prof. Hermann Hofbauer vom Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und Technische Biowissenschaften, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster der TU Wien. Aus ökologischer und wirtschaftlicher Sicht ist es allerdings nicht sinnvoll, für die Erzeugung solcher Produkte Pflanzen zu verwenden, die eigens für die Erzeugung von Energieträgern angebaut werden. Das würde zu einem großen Flächenbedarf führen, und zu einer Konkurrenz zwischen Nahrungsmittelproduktion oder Forstwirtschaft und der Bio-Energieerzeugung.

Daher entwickelt man an der TU Wien Verfahren, mit denen auch aus  Abfallstoffen wertvolle Produkte hergestellt werden können. „Es geht um Klärschlamm, um Gärreste einer Biogasanlage oder auch um Abfälle aus der Papier- und Zellstoffindustrie. Solche Brennstoffe sind sehr billig. Teilweise haben sie sogar einen negativen Preis – für die Entsorgung der Materialien wird Geld bezahlt“, sagt Florian Benedikt (TU Wien). Solche biogenen Abfallstoffe haben nicht immer dieselbe chemische Zusammensetzung, trotzdem sollen daraus saubere Produkte mit höchster Qualität entstehen. Das ist nur durch ausgeklügelte Verfahrenstechnik möglich, wie sie nun in der neuen Anlage eingesetzt wird, die momentan an der TU Wien in Betrieb geht.

In mehreren Schritten vom Abfall zum grünen Gas

„Wir kombinieren mehrere innovative Schritte“, sagt Alexander Bartik (TU Wien). „Zunächst wird aus den biogenen Abfallstoffen in einer Gaserzeugungsanlage das Produktgas erzeugt. In der Gaserzeugungsanlage wird zusätzlich die Möglichkeit untersucht, neben Wasserdampf auch Kohlendioxid einzusetzen, um die biogenen Abfallstoffe in Produktgas zu überführen. Dann gelangt das Produktgas in eine Gasreinigungsstrecke, und schließlich haben wir auch noch eine neuartige Syntheseanlage, in der wir das grüne Gas produzieren.“

Ein Modell für ganz Österreich – und darüber hinaus

Mithilfe der neuen Versuchsanlage der TU Wien kann nun die gesamte Produktionskette von den Ausgangsstoffen bis zum fertigen Energieträger untersucht werden. „Wir führen Messungen durch, gleichzeitig simulieren wir die Produktionskette am Computer. So können wir technoökonomische und ökologische Analysen durchführen, Potentiale von biogenen Reststoffen in Österreich erheben und aufbauend darauf untersuchen, wie diese Technologie österreichweit ganz konkret eingesetzt werden kann. In weiteren Schritten könnte mit dem gesammelten Know-how auch untersucht werden, wie die Technologie international ausgerollt werden kann“, sagt Alexander Bartik.

 

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Klima-und Energiefonds, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster gefördert und im Rahmen des Programms „Energieforschung (e!MISSION)“ durchgeführt.
Projektnummer: 871732

Links zu den Projektpartner
Energy & Chemical Engineering GmbH, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster
SMS group Process Technologies GmbH, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Kontakt

DI Florian Benedikt
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften
Technische Universität Wien
+43 158801 166361
florian.benedikt@tuwien.ac.at

DI Alexander Bartik
Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften
Technische Universität Wien
+43 1 58801 166855
alexander.bartik@tuwien.ac.at