Der Technologie-Reifegrad (TRL*) von Forschungseinrichtungen spielt eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der Reife technologischer Entwicklungen. Der TRL einer Wertschöpfungskette wird jedoch nicht allein durch einzelne Prozessschritte bestimmt, sondern auch durch die Art des verwendeten Ausgangsmaterials beeinflusst. Unterschiedliche Ausgangsmaterialien können zu Schwankungen in der Prozesseffizienz, Skalierbarkeit und Gesamtleistung des Systems führen und somit die Einsatzbereitschaft und Anwendbarkeit einer bestimmten Technologie beeinträchtigen. Daher erfordert die Bewertung des TRL einen ganzheitlichen Ansatz, der sowohl den technologischen Fortschritt als auch die Kompatibilität der Rohstoffe innerhalb der Wertschöpfungskette berücksichtigt.
Am Ende dieser Seite finden Sie einen Link zum Pyrolysis & Gasification Pathway Selector, wo Sie Kombinationen aus Rohstoffen und Technologien erkunden und den TRL der Wertschöpfungskette zusammen mit Erläuterungen und bestehenden Demonstrationen einsehen können.
Das BioTheRoS-Projekt konzentriert sich auf zwei thermochemische Verfahren zur Herstellung fortschrittlicher Biokraftstoffe: Pyrolyse und Vergasung. Obwohl diese Technologien Unterschiede aufweisen, haben sie gemeinsame Kernschritte: die Umwandlung von Biomasse durch die jeweilige thermochemische Technologie, gefolgt von verschiedenen Aufbereitungsprozessen zur Herstellung fortschrittlicher Biokraftstoffe. Die Technologie-Reifegrade (TRLs) variieren zwischen diesen einzelnen Prozessschritten und bestimmen in Kombination mit der Wahl des Rohstoffs letztlich den Gesamt-TRL des Prozesses. Die TRLs der Prozessschritte und der Gesamt-TRL sind in den folgenden Fließschemata dargestellt:
Mit Pyrolyse können nachhaltige Kraftstoffe aus lignozellulosehaltigen Biomasse-Rohstoffen hergestellt werden. Der erste Schritt des Prozesses – die Pyrolyse – ist relativ einfach und eine bewährte Technologie. Die Biomasse wird unter Ausschluss von Sauerstoff schnell erhitzt, und die dabei entstehenden Dämpfe werden kondensiert, um Fast Pyrolysis Bio Oil (FPBO) zu gewinnen. Dabei handelt es sich um eine Flüssigkeit, die einfacher zu handhaben, zu lagern und zu verwerten ist als herkömmliche feste Biomasse. Um dieses FPBO zu Kraftstoffen für den Verkehr aufzuwerten, wird es zunächst in einem Hochdruck-Katalyseverfahren unter Verwendung eines proprietären Katalysators (dem Picula-Katalysator) stabilisiert. Danach wird das stabilisierte Pyrolyseöl mit Wasserstoff hydriert, um eine Mischung aus Kraftstoffen für den Verkehr zu erhalten. Diese Mischung kann in Bio-Naphtha, SAF (Sustainable Aviation Fuel) und Biodiesel getrennt werden.
Die Dual-Wirbelschicht-Dampfvergasung ist eine bereits kommerziell genutzte thermochemische Technologie, mit der aus holzartiger Biomasse ein hochwertiges Produktgas hergestellt wird. Die weiterentwickelte Version dieses Vergasers soll eine größere Vielfalt an Reststoffen verarbeiten können und wurde 2022 in einer Demonstrationsanlage mit einer Leistung von 1 MW auf der Syngas-Plattform Wien errichtet. Für die nachgeschaltete Fischer-Tropsch-Synthese muss eine anwendungsabhängige Gasreinigung durchgeführt werden, bei der Verunreinigungen wie Partikel, Teerkomponenten sowie S-, N-, Cl- und andere schädliche Komponenten auf ein bestimmtes Maß reduziert werden, um unerwünschte Reaktionen oder Katalysatorvergiftungen zu verhindern. Die FT-Synthese findet in einem Slurry-Reaktor statt, der sich für große Maßstäbe (>mehrere 100 MW bis GW-Maßstab) auf einem TRL 9 befindet und derzeit für kleine bis mittlere Syngas-Anwendungen entwickelt wird. Nach der Abtrennung des FT-Produkts Biocrude werden Aufbereitungs- und Reformierungsschritte durchgeführt, um die Endprodukte SAF, Naphtha, Diesel und Wachse zu erhalten.
*Definition von TRL, die wir im BioTheRoS-Projekt verwendet haben:
Pyrolyse- und Vergasungsweg-Selektor
Der Selektor ist nur auf Englisch verfügbar.*
