Pyrolyse

Pyrolyse ist ein Verfahren, bei dem Biomasse unter Hitze und bei stark reduzierter Sauerstoffzufuhr in Pflanzenkohle und energiereiche Gase umgewandelt wird. Das Besondere daran: Anders als bei einer normalen Holzfeuerung wird nicht der gesamte im Holz enthaltene Kohlenstoff verbrannt. Ein erheblicher Teil bleibt in der festen Pflanzenkohle erhalten. Gleichzeitig kann die während des Prozesses frei werdende Energie zum Heizen genutzt werden.

Der Vorgang ist im Grunde ein Teil jedes Holzfeuers. Wird Holz erhitzt, treten zunächst gasförmige Bestandteile aus dem Brennstoff aus. Diese sogenannten Pyrolysegase sind für einen grossen Teil der sichtbaren Flammen verantwortlich. Bei einer gewöhnlichen Feuerung verbrennen anschliessend sowohl diese Gase als auch die verbleibende Holzkohle. Bei der Pyrolyse wird dieser letzte Schritt verhindert: Die Kohle wird dem Prozess entnommen, bevor auch ihr Kohlenstoff vollständig zu CO₂ oxidiert.

In unseren Pyrolyseheizungen laufen diese Vorgänge räumlich und technisch kontrolliert ab. Die Biomasse wird im Pyrolysereaktor erhitzt und dabei in Pflanzenkohle und Pyrolysegase umgewandelt. Die Gase werden anschliessend einer separaten Brennkammer zugeführt und dort vollständig verbrannt. Die dabei frei werdende Wärme wird über einen Wärmetauscher für Heizung und Warmwasser nutzbar gemacht. Durch die Trennung von Pyrolyse und Gasverbrennung lässt sich die Verbrennung gezielt steuern und auf niedrige Schadstoffemissionen optimieren.

Der entscheidende Unterschied zur klassischen Holzheizung liegt im Kohlenstoffkreislauf. Bäume und andere Pflanzen nehmen während ihres Wachstums CO₂ aus der Atmosphäre auf und speichern den darin enthaltenen Kohlenstoff in ihrer Biomasse. Wird das Holz vollständig verbrannt, gelangt dieser Kohlenstoff wieder als CO₂ in die Atmosphäre. Bei der Pyrolyse verbleibt dagegen ein wesentlicher Anteil in der Pflanzenkohle. In unseren Anlagen werden auf diese Weise rund 50 Prozent des im Holz enthaltenen Kohlenstoffs zurückgehalten. Wird die Pflanzenkohle anschliessend dauerhaft eingesetzt und nicht wieder verbrannt, bleibt dieser Kohlenstoff langfristig gebunden.

Damit verbindet die Pyrolyse zwei Funktionen, die bei einer gewöhnlichen Biomasseheizung voneinander getrennt sind: Sie stellt erneuerbare Wärme bereit und entzieht gleichzeitig einen Teil des zuvor von den Pflanzen aufgenommenen Kohlenstoffs dem kurzfristigen Kohlenstoffkreislauf. Aus der Nutzung nachhaltig erzeugter Biomasse kann damit eine sogenannte Negative Emission entstehen. Bei unseren PyroHeat-Anlagen entspricht die erzeugte Pflanzenkohle einer langfristigen Bindung von rund 260 Gramm CO₂ pro Kilowattstunde Nutzwärme. Die Pflanzenkohle selbst ist dabei kein Abfallprodukt, sondern ein vielseitig einsetzbarer Rohstoff.

Welche Pflanzenkohle entsteht, hängt vom Ausgangsmaterial, der Temperatur, der Verweilzeit und der Prozessführung ab. Deshalb kommt es bei moderner Pyrolysetechnik darauf an, diese Bedingungen kontrollieren zu können. Gleichzeitig muss die im Brennstoff enthaltene Energie möglichst effizient genutzt werden. Ein Teil der Energie der entstehenden Pyrolysegase wird für den Prozess selbst benötigt; die darüber hinaus verfügbare Wärme kann als Nutzwärme ausgekoppelt werden. So entsteht aus derselben Biomasse sowohl Wärme als auch ein dauerhaft nutzbarer kohlenstoffreicher Feststoff. Für den Einsatz als Brennstoff eignen sich Pellets und Hackschnitzel gleichermaßen.

Das Grundprinzip der Pyrolyse ist seit Jahrhunderten bekannt – auch die traditionelle Herstellung von Holzkohle beruht darauf. Neu ist die konsequente Verbindung mit moderner Heizungs- und Regelungstechnik. Ein kontrollierter und weitgehend automatisierter Prozess erzeugt gleichzeitig erneuerbare Wärme und hochwertige Pflanzenkohle. Damit wird aus einem alten Verfahren eine Technologie, die Energiegewinnung und dauerhafte Kohlenstoffbindung miteinander verbindet.