Das estnische Deep-Tech-Start-up New Standard Oil hat die Technologien zur thermischen Biomasseverwertung der deutschen Forschungsorganisation Fraunhofer zu einer einheitlichen modularen Plattform zusammengeführt und den ersten industriellen Prototypen in Betrieb genommen. Ziel ist es, bislang ungenutzte Bioabfälle in ganz Europa in wertvolle erneuerbare Produkte umzuwandeln.
Der globale Übergang zu einer zirkulären Kohlenstoffwirtschaft erfordert Technologien, die Biomasseressourcen in erneuerbare Materialien, Chemikalien und Energieprodukte umwandeln, beispielsweise in funktionale Biokohle, hochwertiges Bioöl, Synthesegase für die Kraftstoffproduktion oder funktionelle Proteine. Obwohl zahlreiche Einzeltechnologien für die Biomasseverarbeitung verfügbar sind, bleibt ihre Integration zu wirtschaftlich tragfähigen industriellen Systemen, die wettbewerbsfähige Produkte für die Metallurgie-, Chemie-, Baustoff-, Landwirtschafts- und Energiesektoren erzeugen, weiterhin eine große Herausforderung.
New Standard Oil, das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB sowie das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben gemeinsam mit der Validierung des ersten Prototyps des Konzepts UNIFORMER© auf TRL-6-Niveau begonnen.
Das Projekt ist das Ergebnis einer mehrjährigen Zusammenarbeit der drei Partner. Das Fraunhofer IGB bringt seine Expertise in der Behandlung mit überhitztem Wasserdampf und der Biomasseverwertung ein, während das Fraunhofer UMSICHT umfangreiches Know-how im Bereich Thermo-Catalytic Reforming (TCR) und weiterer thermochemischer Prozesse beisteuert. New Standard Oil konzentriert sich auf Systemintegration, Reaktorentwicklung und die Kommerzialisierung der Technologie und hat die Architektur der Plattform UNIFORMER© entwickelt, auf der das aktuelle Prototypenprogramm basiert.
Im Rahmen des Projekts UNIFORMER© untersuchen die Partner, wie bestehende Biomasseverwertungstechnologien zu einem integrierten industriellen Gesamtsystem verbunden werden können. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, die meist für eine einzelne Prozesskette optimiert sind, ermöglicht UNIFORMER© eine Anpassung des Verfahrens an die Eigenschaften der verfügbaren Biomasseressourcen. Künftig soll dies Unternehmen dabei unterstützen, ein besseres Gleichgewicht zwischen Wirtschaftlichkeit, Ressourceneffizienz und Umweltwirkung zu finden.
Im Projekt wird außerdem die von New Standard Oil entwickelte und durch eine Patentanmeldung geschützte Methode sowie Vorrichtung zur Prozessintegration bewertet, mit der thermochemische Technologien zu einem kontinuierlichen Produktionsprozess verbunden werden können. Die Eliminierung von Schleusensystemen und mechanischen Übergabepunkten reduziert die Kosten der Biomasseverwertung und erhöht gleichzeitig die energetische Flexibilität.
Kommentare der Projektpartner:
Tommy Biene, Gründer und Geschäftsführer von New Standard Oil:
»Bei erfolgreicher Validierung kann unsere Plattform dazu beitragen, Millionen Tonnen bislang ungenutzter Bioabfälle in ganz Europa in wertvolle erneuerbare Produkte umzuwandeln. Schon heute können wir untersuchen, wie thermische Umwandlungstechnologien mit unterschiedlichen Atmosphären- und Temperaturbedingungen zu einem einzigen kontinuierlichen Prozess kombiniert werden können. Unser Ziel ist es, eine flexible Plattform zu demonstrieren, die an unterschiedliche Biomasserohstoffe und zukünftige industrielle Anwendungen angepasst werden kann.«
Dr. Antoine Dalibard, Fraunhofer IGB:
»Die Trocknung und Torrefizierung mit überhitztem Wasserdampf bieten eine effiziente Möglichkeit, biogene Reststoffe wie Heu oder Gärreste für die weitere thermochemische Verarbeitung vorzubereiten. Die Homogenisierung des Materials und eine gezielte milde thermische Vorbehandlung schaffen die Voraussetzungen für eine stabile und effiziente Pyrolyse oder ein Thermo-Catalytic Reforming (TCR). Im Projekt UNIFORMER© untersuchen wir, wie diese Technologien zur Herstellung hochwertiger erneuerbarer Kohlenstoffprodukte beitragen können.«
Dr. Robert Daschner, Fraunhofer UMSICHT:
»Eine zirkuläre Kohlenstoffwirtschaft benötigt Lösungen, die Prozesseffizienz, Rohstoffflexibilität und industrielle Skalierbarkeit miteinander verbinden. Diese Zusammenarbeit bietet die Möglichkeit zu erforschen, wie sich ergänzende Verwertungstechnologien zu einem ganzheitlichen System kombinieren lassen.«
Beitrag zur Entwicklung der Bioökonomie
Durch die Integration verschiedener Biomasseverwertungstechnologien in eine modulare Plattform möchten die Projektpartner die regionale Nutzung von Biomasseressourcen direkt an ihrem Entstehungsort stärken. Die Ergebnisse des laufenden Validierungsprogramms werden zunächst dazu beitragen, das technische und wirtschaftliche Potenzial von zwei integrierten Biomasseverwertungslösungen für den zukünftigen industriellen Einsatz zu bewerten. Darüber hinaus ist die Erprobung von zwei weiteren Systemarchitekturen geplant.
Nächste Schritte
Derzeit werden Versuche mit dem Prototypsystem in Tallinn durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Tests werden die Richtung der nächsten Entwicklungsphase bestimmen und zukünftige Pilotprojekte sowie Industriepartner unterstützen. Darüber hinaus prüft New Standard Oil Möglichkeiten einer zukünftigen Zusammenarbeit innerhalb des bayerischen Bioökonomie-Ökosystems, einschließlich potenzieller Aktivitäten im BioCampus-Bereich des Hafens Straubing-Sand.