Was macht die Asche im Ofen?

Friedrich Kirnbauer fand heraus, was bei der thermischen Biomassevergasung von Holz mit jenen Bestandteilen passiert, die nicht zu Gas werden.

Die thermische Vergasung von Holz funktioniert wie eine Verbrennung, nur ohne Luft. Durch Temperaturen um 850 Grad und mehr wird das Holz in Gas übergeführt, das zum Beispiel zur Stromerzeugung oder als Kraftstoff dienen kann. Der Verfahrenstechniker Friedrich Kirnbauer untersuchte, was dabei mit jenen Stoffen passiert, die nicht zu Gas werden. Primär ist das Asche. Sie kann schmelzen und in Form sogenannter Anbackungen oder Verschlackungen den Betrieb der Anlage stören (TU Wien, Comet-Zentrum Bioenergy 2020+, Betreuer: Hermann Hofbauer). Die Aschekomponenten haben unterschiedliche Eigenschaften: Manche schmelzen, andere gehen in die Gasphase über, um dann wieder zu kondensieren. Eine Komponente – Kalziumoxid – beeinflusst die Vergasung sehr positiv. „Asche hat einen maßgeblichen Einfluss auf den Wirkungsgrad. Werden die Kreisläufe im System gezielt manipuliert, verbessert sich das Verfahren“, so eine erste Erkenntnis.

Eine zweite ist, dass sich auch der Sand verändert, der stets beigemischt wird – als Wärmeträger und als Katalysator, der Verunreinigungen im Gas reduziert. Das zeigten Analysen von Sandkörnern unter dem Elektronenmikroskop. „Im Laufe des Betriebs einer Anlage verändert sich der Sand durch die Asche – und zwar sehr positiv für die Vergasung: Es entstehen weniger Verunreinigungen, die Probleme bei der weiteren Nutzung machen können.“ Dieses Wissen ist Grundlage für ein gezieltes Mischen der Brennstoffe mit den „richtigen“ Aschen oder bestimmten Zusatzstoffen, um den Wandel des Sandes in der gewünschten Weise zu beeinflussen. In einer bestehenden Anlage konnte der Wirkungsgrad durch Maßnahmen, die auf diesen Erkenntnissen beruhen, um rund zehn Prozent erhöht werden.

Noch besser könnte es für andere Brennstoffe aussehen: Holz ist zwar sauber verwertbar, aber auch kostbar. „Die Zukunft der Biomassevergasung liegt in der Nutzung von günstigeren landwirtschaftlichen Reststoffen, Klärschlamm oder industriellen Abfällen“, ist Kirnbauer überzeugt von einer „sehr jungen Technologie, die noch ganz am Anfang steht“. Vieles könne man sich noch nicht erklären. Deshalb sind Forschungsanlagen im industriellen Maßstab – wie in Güssing – so wichtig. „Die Forschung, die wir machen, ist vielleicht noch nicht für heute oder morgen von großer Bedeutung, aber mit Sicherheit für künftige Generationen.“

("Die Presse", Print-Ausgabe, 01.09.2013)

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