TNO heeft methode ontwikkeld om biokoolstof te produceren

TNO heeft een methode ontwikkeld om op grote schaal biokoolstof te maken: ‘EnerChar‘. Tijdens het proces wordt ook warmte geproduceerd. De CO₂ kan worden afgevangen.

Koolstofbronnen in de industrie

TNO vergast afvalresten uit de tuin- en bosbouw en voedingsindustrie op een rooster, zoals die ook in de afvalverbranding worden gebruikt. Onderzoeker Rian Visser: “We hebben hoe dan ook koolstof nodig, bijvoorbeeld voor staal, tuinbouw en batterijen. Door daarvoor schone biokoolstof te gebruiken kunnen we het aandeel koolstof uit fossiele bronnen afbouwen.”

Biokoolstof op maat

Er wordt ‘biokoolstof op maat’ gemaakt, dus specifiek voor de gewenste toepassing. Bijvoorbeeld om staal te maken; grafiet voor batterijen; of als alternatief voor veen in potgrond (tuinbouw). In de tuinbouw mogen bijvoorbeeld geen koolwaterstoffen in het koolproduct achterblijven, maar is dat voor gebruik in de staalproductie minder kritisch omdat rest-koolwaterstoffen later in het proces worden omgezet.

Uitleg productie biokoolstof

Bij verhitting gaat biomassa ontgassen. Dat betekent dat eerst het water, in de vorm van waterdamp, het materiaal verlaat maar daarna ook allerlei omzettingsproducten in de vorm van koolwaterstoffen. Koolwaterstoffen zijn brandbaar (denk aan olie, aardgas en kolen die ook bestaan ook uit koolwaterstoffen). Als er niet teveel water in zit, ontstaat een brandbaar gas uit de verhitte  houtresten en biomassa dat als vervanger van fossiele bronnen als olie of aardgas kan dienen.

Elektrische verhitting zonder zuurstof leidt tot een proces dat pyrolyse heet. Maar als er een kleine hoeveelheid zuurstof wordt gebruikt dan is sprake van vergassing. Daarbij wordt een klein deel van het eigen gas gebruikt voor de verhitting van het proces zelf, zodat er geen externe energiebron nodig is. Bij een voldoende grote installatie blijft er energie over.

Afhankelijk van duur en temperatuur bevat de vaste stof die overblijft steeds meer  koolstof en steeds minder andere elementen zoals waterstof en zuurstof. Het aandeel koolstof kan oplopen tot 85%. De energie-inhoud neemt daarmee ook toe. De vaste stof behoudt de oude structuur van de biomassa, wat een groot oppervlak oplevert en poreus materiaal. Het is lichtgewicht (fijn voor de tuinbouw), het kan water opslaan in de poriën (goed voor de bodem) en het kan ook materialen aan zich binden en werk doen zoals actief kool bij allerlei zuiveringsprocessen. 

Het Enerchar proces heeft een temperatuurbereikvan 350-850 graden en kan met verschillende gassen werken, zoals lucht en stoom, maar ook rookgasrecirculatie en CO₂. Door daarmee te variëren is het mogelijk om biokoolstof van verschillende kwaliteit te maken voor diverse toepassingen.