Autor: asoja22b33ff148

Emission Factors for Biochar Production from Various Biomass Types in Flame Curtain Kilns

Cornelissen et al., 2024

https://doi.org/10.3390/app14219649

Einfache und kostengünstige Flammenvorhangöfen („Kon-Tiki“; flame-curtain-kiln) sind derzeit die bevorzugte Pflanzenkohletechnologie für Kleinbauern in den Tropen, sind aber global auch für private GarteneignerInnen, Kleingartenvereine etc. eine interessante Option für die Eigenversorgung mit Biochar.  Während für holzartige Rohstoffe (Zweige und Blätter) mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt Gas- und Aerosolemissionen dokumentiert wurden, fehlten bisher Daten zu den Emissionen anderer Arten von Rohstoffen. Ziel dieser Studie war es, die Gas- und Aerosolemissionen für gängige nicht-holzige Rohstoffe zu dokumentieren und die Emissionen aus feinkörnigen, ligninreichen Rohstoffen (Kaffeeschalen) mit denen aus gröberen, ligninarmen Rohstoffen (Maiskolben, Gras, Sesamstängel) zu vergleichen. Während jedes Pyrolysezyklus wurden alle kohlenstoffhaltigen Gase und NOx mit tragbaren empfindlichen Instrumenten überwacht. Anhand von Kohlenstoffbilanzen wurden Emissionsfaktoren in Gramm pro Kilogramm Pflanzenkohle ermittelt. Die resultierenden Methanemissionen lagen bei nahezu Null (<5,5 g/kg Pflanzenkohle) für die Pyrolyse von drei trockenen (~10 % Feuchtigkeit) Maiskolben, Gras und einer 1:1-Mischung aus Gras und holzigen Zweigen. Bei Sesamstängeln wurde Methan während des Pyrolysezyklus nur in zwei verschiedenen Spitzen nachgewiesen. Die Kohlenmonoxid- (CO) und Aerosolemissionen (Total Suspended Particles, TSP) wurden auf einem Niveau gemessen, das den früheren Daten für trockene Zweige entspricht, während die Stickoxidemissionen (NOx) vernachlässigbar waren. Im Gegensatz dazu erzeugte die Pyrolyse von feinkörnigen Kaffeeschalen erhebliche Methan- und Aerosolemissionen, was darauf hindeutet, dass andere Technologien als Flammenvorhangöfen für feinkörnige Rohstoffe besser geeignet sind. In der Zwischenzeit sind fortschrittlichere Systeme mit Synthesegasverbrennung erforderlich, um bei feinkörnigen Biomassen wie Reis, Kaffee und Nussschalen die CO-, Methan- und Aerosolemissionen bei der Pyrolyse ausreichend zu reduzieren.

Comparison of pyrolysis and anaerobic digestion processes for wheat straw biomass

Castells et al., 2024

https://doi.org/10.1016/j.egyr.2024.10.016

Aufgrund des wachsenden Interesses an der Nutzung von Biomasse als erneuerbare Energiequelle stellt diese Studie eine vergleichende Analyse zwischen zwei prominenten Biomasse-Umwandlungstechnologien vor: der anaeroben Vergärung und der Biomassepyrolyse. Ziel dieser Studie mit Weizenstroh war es, den Wirkungsgrad, die Energieausbeute und die Umweltauswirkungen zu bewerten und zu vergleichen.

Die anaerobe Vergärung wurde unter mesophilen Bedingungen (35 ± 0,5 °C) unter Verwendung der Methode des biochemischen methanogenen Potentials (BMP) durchgeführt. Die Pyrolyse wurde mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) durchgeführt, um das thermische Verhalten und die kinetischen Parameter der Biomasse zu bestimmen. Die Biogasproduktion führte zu besseren energetischen Ergebnissen, da hohe Methanausbeuten von über 11 mL CH₄ g⁻¹ VS (flüchtige Feststoffe; volatile solids) erzielt wurden. Zusätzlich wurde die Integration beider Prozesse in Betracht gezogen, indem Gärreste aus der anaeroben Vergärung einem Pyrolyseprozess unterzogen wurden. Die wichtigsten Ergebnisse zeigen, dass die Aktivierungsenergie (Ea) für Weizenstroh über verschiedene kinetische Methoden hinweg zwischen 166 und 176 kJ⋅mol^-1 lag, was auf seine Eignung für die Pyrolyse hinweist. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bei der anaeroben Vergärung nicht nur Biogas entsteht, sondern auch ein Nebenprodukt mit Potenzial für eine effiziente pyrolytische Umwandlung entsteht, was auf vielversprechende Chancen für eine Kombination von integrierter Abfallwirtschaft und erneuerbarer Energieerzeugung hindeutet.

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Dieser Bericht vom Deutschen Verband für Negative Emissionen (DVNE) und von der Boston Consulting Group (BCG) beschäftigt sich mit der Entnahme von Kohlendioxid (CDR) als integraler Bestandteil der Eindämmung des Klimawandels. Es werden 14 natur- oder technologiebasierte CO2-Entnahmetechnologien, darunter auch Pflanzenkohle, bezüglich Dauerhaftigkeit, Entnahmepotenzial, Umsetzbarkeit, Verifizierbarkeit, Skalierbarkeit und Kosten verglichen. Es wird ein 15-Punkte-Aktionsplan zur Überwindung von CDR-Hindernissen vorgestellt.