Mit Holz zum günstigen Wasserstoff, der Weg zum Klimaschutz

Österreich verpflichtete sich mit EU – Beschluss zur Einhaltung der Klima- Energiestrategie (Pariser Klimaziele 2016), konkrete Maßnahmen für das Jahrzehnt bis 2030 bei sonstigen Strafzahlungen in Milliardenhöhe vorzulegen.

Bislang gibt es seit mehr als 4 Jahre keinen Ökostromtarif bzw. kein Kontingent für feste Biomasse Holz.

Auch fehlen noch immer die Rahmenbedingungen des EAG (Erneuerbare Ausbau Gesetz) für die Energiewende. Geplant ist aber 100 % Ökostrom bis 2030.

In dieser unzufriedenen Zeit entstehen zumeist Ideen, wie man auch ohne wirtschaftlichen Tarif, einen Beitrag zur Einsparung von CO2 – Emissionen mit Holzenergie leisten kann.

Die Alternative ist der grüne Wasserstoff der Brennstoff der Zukunft, preisgünstig erzeugt aus Holz über thermochemische Umwandlung durch Vergasung und Verwertung des Produktgases zur Ökostrom- & Wärmeproduktion im BHKW – Gasmotor.

 Die Nutzung des Ökostroms zur Erzeugung eines günstigen grünen Wasserstoffs (H2) im Elektrolyseur ist eine höhere Wertschöpfung als die einfache Verbrennung von Holz zur Wärmegewinnung.     

Diese Innovation ist die neue Generation der Holzvergasung mit den 2- EU – weit in 24 waldreichen Länder erteilten Patenten des REDOX – Vergaser & KD – Trockner im integrierten Holzgaskraftwerk.

Im Preisvergleich um die Kosten der grünen Wasserstofferzeugung ist die Verfügbarkeit von günstigem Ökostrom für die Elektrolyse entscheidend.

Bedingt durch volatile Verfügbarkeit der Windkraft von 1.500 Std/Jahr, der Photovoltaik von 1.000 Sdt/Jahr, der Wasserkraft von 5.500 Sdt/Jahr ergibt sich ein hoher Strompreis und durch die erforderlichen teuren Wasserstoffspeicher auch ein hoher Preis für den grünen Wasserstoff.

Hingegen steht der grüne Wasserstoff aus Holz, produziert mit dem Ökostrom aus dem KWK – REDOX – HGKW mit KD – Trockner mehr als 8.000 Sdt/Jahr zur Verfügung.

Die H2 – Technik ist die hohe Wirtschaftlichkeit des REDOX – Vergasungsverfahren bzw. die Steigerung des erreichbaren Wirkungsgrades bei minimalem Aufwand und maximaler Energienutzung.

Diesen Anspruch erfüllt der 2 – stufige, teerfreie Hochtemperatur REDOX – Vergaser im integrierten Holzgaskraftwerk mit dem KD – Trockner.

Anstelle der Vergasung mit Luft erfolgt diese mit einer O2/H2O – Dampfvergasung zur Steigerung der Holzgasleistung – vergleichbar mit der Wirbelschichtvergasung (Güssing, Oberwart), die jedoch ohne Ökostromförderung still gelegt wurden.

 Durch die Eliminierung des Stickstoffanteils aus dem Holzgas ist mit einer doppelten Holzgas- bzw. Ökostromleistung im BHKW – Gasmotor zu rechnen. Diese doppelte Ökostromleistung bringt somit im Elektrolyseur die doppelte Wasserstoffmenge.

Die 2 – stufige Verbrennung bzw. Crackung der hochmolekularen Teere um die 1.200 °C mit Energiegewinn und die folgende Reduktion der Oxidationsprodukte CO2, H2O zu Holzgas CO,H2, CH4 erlaubt eine einfache Entstaubung des Holzgases und Vermeidung eine aufwendigen Biodiesel – Teerwäsche des Holzgases zur Verbrennung im BHKW – Gasmotor.

Die Vorrichtung der Injektor – Diffusor Eindüsung des Vergasermedium im REDOX – Vergasers ermöglicht auch die Weiterentwicklung der O2/H2O – Dampfvergasung zur Erzeugung eines heizwertreichen Holzgases der direkte und die indirekte H2 - Produktion.

Bei der indirekte H2 – Produktion wird mit dem erzeugten Ökostrom im PEM – Elektrolyseur hochreiner grüner Wasserstoff mit Qualität 5.0 erzeugt, der unmittelbar in der Brennstoffzellentechnik für Busse, LKW, PKW verwendet werden kann.

Die direkte H2 – Produktion aus dem REDOX – Reaktor mit O2/H2O – Dampfvergasung erfolgt mit zusätzlicher Dampfreformierung, CO – Konvertierung und H2 – Reinigungsverfahren.

Hierbei könnte ein noch günstigerer Wasserstoff durch die Vermeidung der hohen Investitionen für die Elektrolyse und BHKW – Gasmotoren für Ökostrom erzeugt werden. 

Die Errichtung des REDOX – HGKW mit KD - Trockner als Ergänzung oder Ersatz des Biomasse Heiz- & Kraftwerkes bringt demnach durch die effiziente Energienutzung der Holzenergie höhere Erträge bei der H2 – Erzeugung.

Diese sind die Zusatzerträge durch die Mehrfachnutzung & Sektorkopplung der Holzenergie bei der Erzeugung von Ökostrom für die H2 – Produktion im Elektrolyseur, durch die konkurrenzlos ein günstiger Wasserstoffpreis mit weniger als die Hälfte des Dieselpreises erwirtschaftet wird. 

Diese Zusatzerträge sind insbesondere die effiziente KWK – BHKW – Wärmenutzung im Austausch von Hackgut für die Fernwärme, die Nutzung der Niedertemperatur – Kühlwärme vom Elektrolyseur bei ca. 70°C und 20 % der Ökostromleistung für Hackguttrocknung im KD – Trockner zur Steigerung des Heizwertes im Hackgut für den Vertrieb an Hackgutfeuerungen - als Alternative zu „Raus aus dem Heizöl“ sowie die Verwertung des reinen Sauerstoffs in Industrie, Medizin und in Kläranlagen durch Substitution von ca. 80 % des Strombedarfs für Belüftungssysteme zur Einbringung des Luftsauerstoffes in die Abwässer.

Für eine hohe Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit ist die Errichtung und Betrieb eines REDOX – HGKW mit KD – Trockner mit einer Leistung von 3.600 KW el & 3.900 KW th zur Produktion von etwa. 400 to H2/Jahr in einer Kaskade von 6 x REDOX – Vergaser, 3 x KD – Trockner, 3 x Elektrolyseur je 1 MW el und 3 x BHKW – Gasmotoren.

Hiermit lassen sich mit einer Brennstoffmenge von ca. 80.000 Srm/ Jahr erntefrischem – gasreichen Hackgut ca. 400 to Wasserstoff (H2), 30.000 MWh Fernwärme, 4.374 MWh Kühlwärme für Hackgut – Trocknung, 2,25 Mio. m3 Sauerstoff vermarkten.

Durch die Nutzung des Wasserstoffs anstelle des Diesels und auch der Wärme wird ein CO2 – Einsparpotenzial von 15.046 to CO2/Jahr als aktiven Beitrag zum Klimaschutz geleistet. 

Die spezifische CO2 – Reduktion beträgt 188 kg CO2 / Srm Hackgut.

Dieses Einsparpotenzial ist nicht nur in Linz, sondern auch in den Städten Wien, Graz, Klagenfurt, Villach, Kufstein, Salzburg, etc. gegeben, wo Biomasse Heiz-& Kraftwerke in Betrieb sind.

Mit dieser H2 – Technik der Holzvergasung – anstelle der Verbrennung – kann gewinnbringend ein preisgünstiger H2 erzeugt werden, ohne von einem Ökostromtarif - Förderung abhängig zu sein.

Auf dem Standort in Linz / Stadt betreibt LINZ AG ein Biomasse – Kraftwerk, das mit dem H2 – Konzept des REDOX – HGKW die große Chance hat, mehr Gewinn aus Holz bei der Produktion von Ökostrom – Wasserstoff – Sauerstoff und Wärme zu erzielen und gleichzeitig ca. 15.046 to CO2 /Jahr zu reduzieren.