Ziel des Verbundprojektes ist die chemische, verfahrenstechnische und ökonomische Untersuchung und Weiterentwicklung der hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Biomasse zu Kohle.

Das Ziel der Verbundprojekts (Förderkennzeichen 01LS0806A) soll durch folgende Maßnahmen erreicht werden:

  • Detaillierte Erforschung und Optimierung der Carbonisierungsreaktion im Labormaßstab. In Laborexperimenten wird die HTC anhand der Modellsubstanzen Cellulose, Hemicellulose, Glucose und Lignin sowie Realbiomassen (Holz, Stroh, Grünschnitt, etc.) untersucht und optimiert.
  • Bau, Inbetriebnahme und Betrieb einer Versuchsanlage zur Carbonisierung von Biomasse.Durch den Bau, die Inbetriebnahme und den Betrieb einer Versuchsanlage wird ein Proof-of-Concept der HTC-Technologie erbracht und die Grundlage für die Auslegung und den Bau einer Anlage im industriellen Maßstab geschaffen.
  • Untersuchung der Verwendung von HTC-Kohle als Substitut für fossile Kohle.Die mit der Versuchsanlage hergestellte Kohle wird analysiert und hinsichtlich ihrer Eignung als Substitut für fossile Kohle untersucht. Hierzu werden Verbrennungstest durchgeführt und die relevanten verbrennungstechnischen Eigenschaften ermittelt.
  • Verfahrenstechnische und betriebswirtschaftliche Optimierung von HTC-Anlagen.Mit Hilfe der Simulationssoftware Aspen Plus werden verschiedene Entwürfe für HTC-Anlagen erstellt, optimiert und bewertet. Anhand einer abzuleitenden Betreiber- und Kundentypologie werden sinnvolle Anlagengrößen und deren Wirtschaftlichkeit sowie geeignete Nutzungsszenarien für die hergestellte Kohle ermittelt.
  • Ermittlung volkswirtschaftlicher Kosten und Nutzen der Carbonisierungstechnologie.

Die HTC-Technologie wird in ein intertemporales Energiesystemoptimierungsmodell integriert, um die Auswirkung einer Marktdurchdringung auf die Emissionsreduktion, eine Nutzungskonkurrenz mit anderen Sektoren (vor allem Nahrungsmittelproduktion) sowie der Auswirkungen auf Wasser- und Nährstoffhaushalt, Bodenprozesse, Artenvielfalt und Landschaftsgestaltung (Landnutzungsänderung) zu ermitteln.