Sacchet Christian

Dipl.-Ing.Foto Sacchet Christian 

Forum Technik und Gesellschaft Förderpreisträger 2008
Kategorie Master-/Diplomarbeiten
2. Preis

Titel
Thermochemische Behandlung von Miscanthus im HTAG-Prozess
Kurzfassung
Miscanthus und sein möglicher Einsatz als zukünftige Biomassequelle wurden untersucht. Mehrere Studien wurden zusammengefasst, um die Rolle von Energiepflanzen innerhalb der Biomassen zu erarbeiten. Die Literaturrecherche zeigt, dass eine nennenswerte Energieversorgung mit Biomasse auf europäischer Basis hauptsächlich durch Anbau und Einsatz von Energiepflanzen erreicht werden kann. Innerhalb der Energiepflanzen zeigt Miscanthus trotz eines hohen Aschegehaltes und der damit zusammenhängenden Probleme, besonders vorteilhafte Eigenschaften im Anbau, im niedrigen Einsatz fossiler Energie während des Pflanzenwachstums und in der raschen Umwandlung von CO2 in nutzbarer Biomasse. Eine Batch-Versuchsanlage für Hochtemperatur-Vergasung (HTAG) wurde an der Division of Energy and Furnace Technology an der KTH Stockholm, wo die Versuche durchgeführt wurden, aufgebaut. Die Anlage ermöglichte Pyrolyse- und Vergasungsversuche mit Miscanthuspellets durchzuführen, wobei ein N2–Inertgasstrom bei maximaler Temperatur von 1050°C und Sauerstoffgehalte von 0%, 2% und 5% Volumsprozent eingesetzt wurden. Gemessen wurden die Permanentgaszusammensetzung, der Massenverlust und die Produkte der thermischen Umsetzung. Es wurde auch versucht eine Teeranalyse mit der Solid Phase Absorption Methode zu integrieren. Der Einfluss von Temperatur, Sauerstoffanteil und Verweilzeit des Miscanthus wurden festgehalten und Schlüsse und Empfehlungen bezüglich der Biomasse, der Methode und der Technologie abgeleitet.
persönliche Begründung der gesellschaftlichen Relevanz
Meine Diplomarbeit befasst sich mit der thermochemischen Vergasung der Energiepflanze Miscanthus. Sie wurde für das Institut für Wärmetechnik der TU Graz verfasst, die komplette Versuchsreihe und die Ausarbeitung erfolgten in englischer Sprache an der KTH Stockholm für die Division of Energy and Furnace Technology im Zeitraum von Februar bis Juli 2007. Unterstützt wurde die Versuchsreihe durch das SUSPower Program der Europäischen Union, für welches die Diplomarbeit aufgrund des Themas, der Idee und der möglichen gesellschaftlichen Relevanz unter weiteren eingereichten Vorschlägen aus ganz Europa ausgewählt wurde. Die Frage der zukünftigen Energieversorgung ist zweifellos eines der aktuellsten und brisantesten Themen der heutigen Zeit. Alternativen zu fossilen Energieträgern werden in absehbarer Zukunft eine noch wichtigere Rolle spielen, wenn es darum geht eine sichere und saubere Energieversorgung für alle Menschen zu gewährleisten. Die thermische Vergasung von Biomasse, wie sie in meiner Arbeit vorangetrieben wird, kann hierbei eine wichtige Rolle spielen, da das produzierte Syngas höchste Flexibilität aufweist und sowohl zu Kraftstoffen als auch zu chemischen Produkten oder einfach zu Strom und Wärme umgewandelt werden kann. Biomasse als Energieträger weist bei umsichtigen und kontrollierten Anbau einen geschlossenen Energie- und Stoffzyklus auf, der keine negativen Spuren in der Umwelt und Atmosphäre hinterlässt. Miscanthus ist ein schnellwachsendes, dickhalmiges, schilfartiges Gras, welches unter verschiedensten Wetterverhältnissen und Bodenbeschaffenheiten wächst und sich durch seine besonders hohe Energiedichte im Verhältnis zum Energiebedarf auszeichnet. Aus diesem Grunde scheint Miscanthus ein nahezu idealer Energielieferant im Rahmen eines nachhaltigen, erneuerbaren Energiemixes für Europas zu sein. Der Anbau und die energetische Nutzung von Miscanthus stehen nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelindustrie, da wie verschiedene Studien zeigen, Europa rein mit den brachliegenden Flächen im besten Falle bis zu ca. 20% seines Energiebedarfes über diese Art von Biomasse decken könnte. Dabei würden Arbeitsplätze in der Landwirtschaft generiert und die Energiebilanz und -abhängigkeit der Europäischen Union empfindlich verbessert. Hindernis bei der Nutzung solch halmartiger Energiepflanzen sind bisher einige ungünstige Eigenschaften bei der thermischen Nutzung, wie z.B. Schlackenbildung, geringe Ausbeute und schlechte Gasreinheit; Themen an denen noch eifrig geforscht wird und zu deren Verständnis auch diese Diplomarbeit einen wichtigen Beitrag gegeben hat. Die durchgeführte Versuchsreihe sollte das Verhalten des Miscanthus in der Hochtemperaturvergasung bei stark sauerstoffarmer Umgebung klären. Die Vorteile, die man sich durch diese Technik verspricht, sind beste Produktausbeute und hohe Gasqualität; alles Voraussetzungen, um die Wirtschaftlichkeit und somit die Verbreitung der Technik zu ermöglichen. Die Ergebnisse waren sehr zufriedenstellend und ermöglichten und ermunterten das Stockholmer Forschungsinstitut zu weiteren Untersuchungen auf dem Gebiet der Biomassevergasung.