Wo Biomasse zu Kohle wird

Seit kurzem läuft in Karlsruhe die weltweit erste industrielle Anlage zur Gewinnung von Kohle aus Biomasse. Damit setzt die Zuger Firma AVA CO2 ein seit fast hundert Jahren bekanntes Verfahren erstmals industriell um. Das Verfahren eignet sich laut den CO-CEOs Bertram Anderer und Jan Vyskočil überall dort, wo grosse Mengen Biomasse anfallen und gleichzeitig Energie gebraucht wird.

Ulrich Glauber: Wie funktioniert die Produktion von Kohle aus Bioabfällen durch hydrothermale Karbonisierung - kurz HTC?

Bertram Anderer: Das Verfahren wurde 1913 von Friedrich Bergius entwickelt, der dafür 1931 den Chemie-Nobelpreis bekam. Man kann sich an der Bezeichnung hydrothermale  Karbonisierung orientieren. Biomasse wird in Wasser gelöst - das ist der Hydro-Teil. Dann wird sie erwärmt - das ist der Thermalteil. Schliesslich werden die Kohlehydrat-Moleküle der Pflanzen von den Wassermolekülen getrennt. Übrig bleibt der Kohlenstoff - also Karbon. Letztlich trocknen wir Biomasse im Wasser und behalten den Kohlenstoff. Das ganze geschieht dann, wenn man die Pflanzenreste bei rund 20 bar Druck auf eine Temperatur von mindestens 200 Grad Celsius erwärmt.

Jan Vyskočil: Es geht also letztendlich um ein chemisches Verfahren, das Biomasse innerhalb von wenigen Stunden unter Druck und Hitze in Kohle umwandelt.

Bertram Anderer: Der grösste Vorteil ist, das das HTC-Verfahren im Vergleich zu allen andren Prozessen fast 100 Prozent des Kohlenstoffs aus den pflanzlichen Resten herauslöst. Wenn man aus Biomasse Energie machen will, ist das der effizienteste Weg. Zum Vergleich: Wenn Sie Holz verbrennen, nutzen Sie weniger als die Hälfte des enthaltenen Kohlenstoffs. Das Gleiche gilt für herkömmliche Biogasanlagen.

Jan Vyskočil: Zusätzlich ist das Verfahren exotherm. Das bedeutet, es gibt mehr Energie ab, als es im Prozess verbraucht. Das Verfahren ist robust - also wenig störanfällig - und es ist wirtschaftlich günstig.

Bertram Anderer: Und damit lohnen sich beim HTC-Verfahren teilweise auch kleinere Anlagen als bei anderen Technologien der Energiegewinnung aus Biomasse. Das grosse Problem bei der Verarbeitung von Biomasse ist der Transport. Bei Nutzung des HTC-Verfahrens ist es sehr viel einfacher und wirtschaftlicher, dezentrale Anlagen zu bauen - entweder direkt an den Standorten, wo die Bioabfälle entstehen, oder in unmittelbarer Nähe.

Ulrich Glauber:Sie sagen,  ihre Anlage arbeite CO2-neutral. Ist es nicht paradox, wenn man dabei Kohle produziert?

Jan Vyskočil: Die Anlage produziert Biokohle aus erneuerbarer Grünmasse, die im Laufe der Zeit ohnehin absterben würde. Dann wird das darin gespeicherte CO2 wieder frei. Wir wandeln die Biomasse im hocheffizienten HTC-Verfahren in Bio-Kohle um und sorgen dafür, dass das CO2 nicht unkontrolliert in die Atmosphäre entweicht, sondern bei der Freisetzung nützliche Energie erzeugt wird.

Bertram Anderer: Wenn Sie Holz verbrennen, ist das ja auch CO2-neutral. Beim Wachsen nehmen Bäume CO2 aus der Luft auf und wandeln es in Kohlenstoff um. Wenn Sie das Holz verbrennen, wird das CO2 freigesetzt - ein  geschlossener Kreislauf.

Ulrich Glauber:Wo kann man Ihre Biokohle nutzen?

Bertram Anderer: Die einfachste Nutzung ist die Verbrennung zur Gewinnung von Wärme, die sich wiederum zum Heizen oder zur Stromgewinnung einsetzen lässt. Unser Produkt lässt sich aber auch als Aktivkohle nutzen. Wir haben festgestellt, dass die Biokohle aus unserem Verfahren in ihrer Atomstruktur der gebräuchlichen Aktivkohle sehr nahe kommt. Das prüfen wir gerade. Verwendbar wäre die Bio-Kohle auch als Ausgangsprodukt für Carbon Black - ein Farbstoff für die Reifenindustrie. Wenn man unser Produkt nicht ganz durchkarbonisiert, ist damit nach einer Vermischung mit normaler Erde auch eine Nährstoffanreicherung von Agrarboden denkbar. Das Produkt könnte dann also als Dünger dienen.

Ulrich Glauber:Warum hat ihr Schweizer Unternehmen mit Sitz in Zug die erste HTC-Anlage mit industrieller Dimension gerade im mittelbadischen Karlsruhe gebaut?

Bertram Anderer: Es gibt in Deutschland nur zwei Standorte, wo seit Jahren intensiv am Thema HTC geforscht wird. Einer davon ist das Karlsruher Institut für Technologie. Das Institut ist nach internationaler Expertenmeinung weltweit führend in der HTC-Grundlagenforschung. Unser Focus ist die industrielle Umsetzung, aber wir brauchen immer auch die wissenschaftliche Rückkopplung.

Jan Vyskočil: Wir haben die Schweiz als solide Basis. Die Mehrzahl der Gründer kommt aus der Schweiz und hat hier die Finanzierung sichergestellt. Aber die wissenschaftlichen Grundlagen sind - wie angesprochen - am KIT gebündelt, und deshalb hat der Standort Karlsruhe für diese erste Anlage Sinn gemacht. 

Ulrich Glauber:Wo könnten noch mehr solcher Anlagen entstehen?

Bertram Anderer: Prädestiniert sind beispielsweise alle Betriebe aus der nahrungsmittelverarbeitenden Industrie, die mit Reststoffen nichts mehr anfangen können. Unsere Anlage in Karlsruhe ist vorrangig für Bioabfälle von Brauereien konzipiert. Bei der Bierproduktion fallen gigantische Mengen von Biertreber und Klärschlamm an. Meist wird der Biertreber weggeworfen. Dabei hat er einen hohen Anteil an Kohlenstoff und ist für unsere Zwecke leicht zu verarbeiten. Es wäre also ideal, am Ende des Brauprozesses eine HTC-Anlage zu haben, die allen Biomasse-Strömen der Brauerei - Treber, Hefe und Klärschlamm - den Kohlenstoff entzieht, der direkt vor Ort verwendet wird und die heutige Prozessenergie von Brauereien wie Erdöl oder Gas ersetzt. Das sehen sie dann von ausserhalb des Betriebsgeländes nicht, sondern nur beim Blick auf die Energierechnung und auf die CO2-Bilanz der Brauerei.

Jan Vyskočil: Das lässt gleich auch an ähnliche Anwendungsgebiete denken. Dazu gehört die Saftproduktion, bei der beispielsweise Unmengen an Orangenschalen anfallen, oder die Zuckerherstellung. 

Ulrich Glauber:Das hört sich ein bisschen so an, als hätten Sie die Kohle der Weisen gefunden. Gibt es schon Anfragen,  solche HTC-Anlagen andernorts zu bauen?

Bertram Anderer: Wir haben eine ganze Reihe von Anfragen, an denen wir schon seit einiger Zeit arbeiten. Wenn man eine solche Anlage an einen Industriestandort stellt, müssen eine ganze Reihe von Anforderungen erfüllt werden - zumal wenn dort Nahrungsmittel produziert werden. Wir gehen davon aus, dass innerhalb eines Jahres die ersten industriellen Anlagen beim Kunden vor Ort stehen. Aber darüber hinaus haben wir auch konkrete Aufträge für externe Anlagen.

Ulrich Glauber:Könnten Sie Beispiele nennen, wo externe Anlagen zur Anwendung kommen könnten?

Bertram Anderer: Wir können uns sehr gut vorstellen, Inseln im HTS-Verfahren mit Strom zu versorgen. So haben griechische Inseln während der Hochsaison im Sommer einen so gigantischen Strombedarf, dass Tanker bei manchen zwei bis dreimal in der Woche Öl für das lokale Kraftwerk liefern müssen. Gleichzeitig fallen gerade dann riesige Mengen an Biomasse an, mit denen die Inselverwaltungen nichts anfangen können. Da könnte man wirklich einen Beitrag leisten, die Kosten zu senken und den Tourismus ökologischer zu gestalten.

Wir können auch einen Schritt weiter gehen und die Palmindustrie in Malaysia und Indonesien nehmen, die haben Biomasse-Mengen, die sprengen alles. Wir waren vor Ort und haben uns das angeschaut. Da werden Anlagen zu bauen sein, die alles, was hier in Europa möglich ist, noch deutlich übersteigt.

Jan Vyskočil: Konkreter können wir noch nicht werden. Wir haben die HTS-Anlage in Karlsruhe Ende Oktober angefahren. Das waren wir den Interessenten schuldig: Es funktioniert. Das mussten wir beweisen.

Zu den Personen:
Bertram Anderer, Co-CEO und Founding Partner von AVA-CO2, gründete seit 1993 verschiedene Unternehmen im Bereich von Simulations-Software und Fluid Dynamics. Sein erster Börsengang fand 1997 an der NASDAQ statt. Weitere Unternehmen folgten. Davor arbeitete er in Europa und den USA für verschiedene Unternehmen der IT-Branche wie Compaq, HP und Silicon Graphics.

Jan Vyskočil  (Jahrgang 1964) Co-CEO und Founding Partner von AVA-CO2, arbeitete von 1997 bis 2009 als Managing Director bei der spanischen Inditex Gruppe (ZARA), die sich in dieser Zeit zur weltweit grössten Textilgruppe entwickelte. Er war wesentlich an der Expansion von 5 auf über 70 Ländern beteiligt. Davor arbeitete er vier Jahre bei Marc Rich AG in Zug, wo er in den Bereichen Immobilien, Start-ups und gewerbliche Projekte für langfristige internationale Vorhaben verantwortlich war.

Bild: Bertram Anderer (zvg)