Charlie – BioChar und Kohlendioxid aus biogenen Reststoffen 

Karbonisierung unter Oxyfuelbedingungen durch Elektrolyse-Sauerstoff

Das Projekt zielt darauf ab, die Technologien Karbonisierung, Elektrolyse und CO₂-Abscheidung auf synergetische und wirtschaftlich konkurrenzfähige Weise zu verknüpfen. Dabei soll ein innovatives System entstehen, das nicht nur grünen Wasserstoff nutzt, sondern auch Nebenprodukte effizient verwertet. So werden durch den Betrieb der Karbonisierungsanlage im Oxyfuel-Modus wird nicht nur Wasserstoff, sondern auch der bei der Elektrolyse anfallende Sauerstoff genutzt. Die Verbrennung der Pyrolysegase mit reinem Sauerstoff vermeidet Stickstoff im Abgas und ermöglicht die Abscheidung eines nahezu unverdünnten biogenen CO₂-Stroms, der sich kostengünstig reinigen lässt. Dieses abgeschiedene CO₂ kann entweder sequestriert, verkauft oder gemeinsam mit dem Wasserstoff aus der Elektrolyse als Synthesegas zur Herstellung von CO₂-neutralem Methanol eingesetzt werden.

CO₂ nutzen, Energie gewinnen, Biochar erzeugen

Durch die gleichzeitige Produktion von Biochar (Pflanzenkohle) entsteht bilanziell CO2-negatives Methanol, da ein Teil des Kohlenstoffs dauerhaft in der Biochar gebunden bleibt. Die zusätzliche Vermarktung der Biochar schafft eine zweite Wertschöpfungssäule und verbessert die Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu herkömmlichen Konzepten der grünen Methanolherstellung.

Neben Biochar liefert der Karbonisierungsprozess signifikante Mengen an Hochtemperaturwärme. Diese können entweder in das kommunale Wärmenetz eingespeist oder mittels eines Organic Rankine Cycle in erneuerbaren Strom umgewandelt werden. Eine erste ökonomische Analyse des Gesamtkonzepts durch das Fraunhofer ISE zeigt ein positives Ergebnis, und der Oxyfuel-Betrieb wurde beim Projektpartner PYREG bereits erfolgreich im Rahmen einer Demo-Anlage erprobt.

Praxis am Standort Eichelbuck: Umsetzung und regionale Vorteile

Im vorliegenden Projekt wird eine detaillierte techno-ökonomische Machbarkeitsanalyse für die gekoppelte Herstellung von biogenem CO₂ und Biochar speziell für den Standort Eichelbuck durchgeführt. Dabei fließen lokale technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen ein, um einen realistischen Business Case zu entwickeln. Neben dem Fraunhofer ISE steht mit der ASF als Betreiber der bestehenden Karbonisierungsanlage und PYREG als Anlagenhersteller ein erfahrenes Projektteam zur Verfügung, das über umfassendes Anwendungswissen verfügt. Bereits heute ist geplant, am Eichelbuck im Jahr 2026 einen Elektrolyseur zur Wasserstoffproduktion zu installieren, was ideale Voraussetzungen für die spätere industrielle Umsetzung des integrierten Konzepts schafft. Durch die Nutzung ausschließlich lokaler Biomasse soll der Standort künftig bis zu 840 Tonnen biogenes CO₂ pro Jahr einsparen und zugleich einen Beitrag zu einer autarken, kommunalen Wärme- und Stromversorgung leisten.