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Die Rohstoffbasis vieler Produkte
der organischchemischen Industrie sind Kohlenstoffverbindungen,
die aus Erdöl
und Erdgas gewonnen werden. KW sind nach dem heutigen Stand der
Technik unentbehrliche Energieträger
im Haushalt, in der Industrie, im Handwerk und im Verkehrswesen.
KW können
durch Förderung
der Rohstoffen aus fossilen Lagerstätten aber auch durch chemische
Synthesen gewonnen werden. Die Lagervorräte fossiler Brennstoffe werden über kurz
oder lang erschöpft
sein, Der Bedarf von KW muss deshalb von synthetisch hergestellten
KW übernommen
werden. Syntheseverfahren zur Herstellung von KW aus Kohle sind
aus einem sehr umfangreichen Schrifttum bekannt, Die bekanntesten
Verfahren wurden über
Jahre hinweg mit Erfolg im grosstechnischen Massstab genutzt. Ihnen allen
haftet jedoch der Nachteil an, dass die bekannten Verfahren auf
der Verwendung von fossilen Rohstoffen basieren(Kohle, ua). Verfahren
zur Gewinnung von Kohlenstoff (Holzkohle) aus vegetabiler Biomasse
sind schon aus dem Altertum bekannt. Es hat auch Entwicklungen gegeben,
aus Biomasse "Biokoks" herzustellen und
dann daraus Synthesegas herzustellen. Der zu erwartende Bedarf an
Kohlenwasserstoffen lässt
sich nach dem Stand der Technik nicht decken, wenn als nachwachsende
Biomasse nur Holz zur Kohlenwasserstoffsynthese eingesetzt wird,
das nicht in ausreichender Menge und nicht in verfahrensgerechter
Qualität
zur Verfügung
gestellt werden kann.
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Es besteht demnach die Aufgabe, Verfahren und
Anlagen zu entwickeln, um Kohlenstoff aus nachwachsender Biomasse
in genügender
Menge und Qualität
für den
zu erwartenden Bedarf zur Verfügung
stellen zu können.
Eine Lösung
dieser Aufgaben, die eine Lösung
des Problemkomplexes in seiner Gesamtheit umfasst, ist die hier
vorgestellte Verfahrens- und Vorgehensweise, Dazu gehört die Sicherung
der Rohstoffbasis, d.h. Biomasse unter Berücksichtigung der für die Zukunft
relevanten ökologischen
Gesichtspunkte, ständig
und in ausreichendem Msse zur Verfügung zu stellen. Die benötigten Mengen
können
nicht aus den derzeitigen Ernten abgezweigt werden, sondern es müssen dafür zusätzliche
Anbauflächen
bereitgestellt werden, die zur Zeit nicht zur Verfügung stehen.
Es ist deshalb erforderlich, z. B. ehemals land- und forstwirtschaftlich
genutze Ländereien
zu rekultivieren oder zusätzliche
Flächen
urbar zu machen. Für
diese Aufgaben wird für die
Bewässerung
Brauchwasser in Regenwasserqualität benötigt, das mittels Solarenergie
aus vorhandenem Oberflächenwasser
(Meerwasser, Brackwasser, u.a.) gewonnen werden kann, dessen Qualität aber den
vorgegebenen Anbsprüchen
nicht genügt.
Grundwasserresourcen sind erfindungsgemäss nur dann als nutzbar anzusehen,
wenn sie ebenfalls der Forderung nach Regenwasserqualität Genüge tun können.
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Zur Lösung der Probleme werden deshalb eine
Reihe von Verfahrensstufen benötigt,
die über die
reine Umwandlung von Biomasse in Kohlenstoff hinausgehen.
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Hierzu gehören:
- 1.)
Gewinnung von Brauchwasser in Regenwasserqualität durch Aufbereitung ungeeigneter
Wässer
(Schmutz-, Salz-, Brackwasser und andere verunreingten Wässern) mittels
Solarenergie
- 2.) Anbau von Biomasse unter Berücksichtigung biologischer und
klimatologischer Aspekte, vorzugsweise nach dem Prinzip des 9-Nutzungsarten – Anbauschemas
und Einbeziehung des Prinzips der Drei-Felder-Wirtschaft, wenn die örtlichen Gegebenheiten
diese Fruchtfolgen gestatten.
- der Drei-Felder-Wirtschaft, wenn die örtlichen Gegebenheiten diese
Fruchtfolgen gestatten.
- 3.) Ernte der Biomasse, ihre Aufbereitung für den Transport in die Aufarbeitungsanlagen
und Prozessfolge zur Umwandlung von Biomasse in Kohlenstoff
- 4.) Weiterverarbeitung und Nutzung des erzeugten Kohlenstoffs
(RC) und der im Prozessverlaufisolierten Begleitsoffe
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Die Gewinnung von Kohlenstoff durch
Verkohlung (Verschwelung) von vegetabiler Biomasse gehört zu den ältesten
bekannten Handwerken (Köhlerei). Über Jahrtausende
blieb die Technik der Köhlerei
technisch fast unverändert.
Vegetabile Biomasse – in
erster Linie Holz – wurde
grob zerkleinert und in luftdicht verschliessbare Kammern (Meiler)
oder andere Hohlräume
(Retorten) eingebracht, angezündet
und bei Sauerstoffunterschuss bzw. Abwesenheit verschwelt. Das Brennen
(Verschwelen) wurde über die
Regelung der Luftzufuhr gesteuert und in Gang gehalten. Freigesetzte
Gase (Schwelgase) wurden verbrannt und und stellten dadurch die
in der Anfangsphase des Prozesses benötigte Prozesswärme zur
Verfügung.
Die Ausbeuten an Holzkohle bewegen sich in der Grössenordnung
von etwa 30 % des Augangsgewichtes des eingesetzten Materials. Der Rest
besteht zu etwa gleichen Teilen aus Wasser, das ausgetrieben wurde
und aus Begleitstoffen, die grösstenteils
verbrannt wurden. Im letzten Jahrhundert wurde damit begonnen, die
Verfahren technisch zu perfektionieren, halb- und vollkontinuierliche
Prozesse wurden ausgearbeitet und erlangten industrielle Bedeutung.
Begleitstoffe wurden nicht mehr grundsätzlich nur verbrannt, sondern
nunmehr zum Teil als willkommene Nebenprodukte isoliert und zu verkaufsfähigen Produkten
aufgearbeitet.
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Unter Begleitstoffen in der Biomasse
werden in dieser Anmeldung alle Verbindungen verstanden, die keinen
Kohlenstoff enthalten, sowie alle Stoffe, die in der Biomasse in
flüssiger
Form bei RT (Temperatur der Umgebung enthalten sind oder durch die Einwirkung
von höheren
Temperaturen im Verlauf der Behandlung verflüssigt werden, sowie alle in
der Biomasse enthaltenen Stoffe, die im Ausgangszustand gasförmig sind
oder im Verlauf der Behandlun in den gasförmigen Zustand überführt werden
Es ist seit langem bekannt, dass in der Biomasse sehr viele wertvolle
Stoffe (Begleitstoffe) enthalten sind, die industriell nutzbar gemacht
werden können.
Dazu gehören Aceton,
Essigsäure,
Furane, Methanol, Äthanol
aber auch komplizierte chemische Verbindungen wie ätherische Öle, Pflanzenfette,
Pflanzenöle,
Harze usw. Diese Materialien zu verbrennen, ist weder aus ökonomischer
noch aus ökologischer
Sicht sinnvoll. Dies war der Grund für Entwicklungen, erhitzte Gase – vorwiegend
Prozessgase – als
Heizmittel einzusetzen. Es wurde auch versucht, die altbekannten
Chargenproduktionen in Meilern oder Retorten durch kontinuierliche
Verfahren zu ersetzen. Bei den meisten dieser technisch bewährten Anlagen
handelt es sich jedoch nur um halbkontinuierlich arbeitende Systeme.
In kontinuierlichen Anlagen, wie sie hier beschrieben werden, wird
das Material während
des Verschwelprozesses durch die Anlage hindurchtransportiert, ohne
dass es zu prozessbedingten Stillständen im Produktionsablauf kommen
muss. Bei dem Transport durch die einzelnen Abschnitte der Anlage
können
die Durchlaufgeschwindigkeiten und die Temperaturen sektionsweise
gezielt variiert werden. Es ist ausserdem möglich, den Gesamtprozess aus
technischen Gründen
an geeigneten Stellen zu unterbrechen und – ggf an anderem Ort – zu einem späteren Zeitpunkt
(z.B. nach Zwischenlagerung) fortzusetzen.
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Eingangs wurde festgestellt, dass
für die
Verkohlungsprozesse zur Herstellungvon Pflanzenkohle im wesentlichen
Holz herangezogen wurde und wird. Andere Biomassaen kamen und kommen
nur seltenen zum Einsatz. In den konventinellen industriellen Anlagen
wird vorgetrocknets Material verarbeitet, das vorzugsweise in der
Art von kleineren Briketts in den Arbeitsprozess eingebracht wird.
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In vegetabilen Biomassen sind vielfach
Verbindungen, wie z.B. Furane, Methanol, Äthanol und andere Verbindungen
enthalten, die bei niedrigen Temperaturen sieden. Grössere Anteile
dieser Substanzen entweichen unter den üblichen Bedingungen bereits
bei der Vortrocknung der Biomasse in die Athmosphäre und gehen
damit einer sinnvollen Nutzung verloren. Dieser Umstand wurde in
der Vergangenheit wenig beachtet, weil diese Produkte ebenso wie andere
Rohstoffe aus Erdöl
und/oder Erdgas herstellbar sind oder auf anderen Wegen gewonnen
werden können.
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Hier wird vorgeschlagen und beansprucht, Kohlenstoff
aus jeglicher Art von nachwachsender vegetabiler Biomasse herzustellen.
Auf den Wassergehalt der zur Verarbeitung kommenden ( vorwiegend
vegetabilen) Biomasse soll keine Rücksicht genommen werden. Damit
entfällt
eine Vortrocknung des Materials zu Prozessbeginn. In der industriell üblichen
Verfahrensweise ist dagegen die Trocknung vorgesehen. Weil auf die
Art der zu verarbeitendeb Biomasse in diesem Verfahren keine Rolle
spielt, kann die ein Mal konzipierte Form und Konstruktion der Gesamtanlage
praktisch unverändert
weltweit zum Einsatz kommen. Durch diese Rationalisierung sind Austauschbarkeit
von Anlagenteilen, Ersatzteilbeschaffung und die Vergleichbarkeit
der Betriebsabläufe
gesichert.
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Die bekannte Holzkohle dient u.a
als Füllstoff (Reifenindustrie),
als Farbkomponente in Farben und Lacken, in der Pharmazie als Arzneimittel.
Sie wird als Absorptions- und Filtermaterial und weiteren allgemein
bekannten Einsatzgebieten gebraucht.
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Die Verwendung von Holzkohle als
Energielieferant ist bekannt. Holzkohle kam zu Beginn des letzten
Jahrhunderts noch in Hunderttausenden von jato bei normalen Verhüttungsprozessen
zum Einsatz. Heute ist die Verwendung von Holzkohle in der Metallurgie
nur noch in Ausnahmefällen üblich. Holzkohle
kann im Kleinhandel z.B. mit Braunkohlebriketts preislich konkurrieren,
obwohl sie in ihrer Herstellung nicht subventioniert wird.
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Um Erdöl und Erdgas durch synthetische Kohlenwasserstoffe
ersetzen zu können,
wurde Kohle nach den bekannten "Kohleverflüssigungsverfahren" von Bergius, Fischer/Tropsch
ua. hydriert. Diese Hydrierungen wurden in Deutschland in erster
Linie durchgeführt,
um von Erdölimporten
unabhängig
zu werden. Bei Verwendung von RC an Stelle von Kohle (Koks)laufen
die chemischen Reaktionen – z.B.
Hydrierungen – einfacher
(sicherer) und mit höherer Ausbeute
ab. RC ist ebenfalls für
die Erzeungung von Kalziumkarbid geeignet, das als Ausgangsprodukt für die Acetylenchemie
bekannt ist. Aus RC lässt
sich Wassergas erzeugen, das als Ausgangsmaterial für Hydrierungen,
für die
Chemie des Kohlenoxids (Oxochemie, Phosgensynthese) u.a. Anwendungen
in der Grosschemie dienen kann. RC kann auch als konventioneller
Energieträger
Verwendung finden. RC ist in der Lage, alle Aufgaben von jeder Art,
von Holzkohle und anderen festen Brennstoffen zu übernehmen.
Die Umstellung von Kohle auf RC ist heute keine Frage von Autarkiebestrebungen
mehr, sondern eine Notwendigkeit, wenn die Bereitstellung von Kohlenwasserstoffen
für die
Erzeugung von petrochemischen Produkten bei Beachtung ökologischer
und klimatologischer Aspekte gewährleistet
werden soll.
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RC ist aufgrund seiner Herstellungsverfahrens
wesentlich reiner als Naturkohle (praktisch schwefelfrei) und als
die Koksarten, die aus fossiler Kohle gewonnen werden. Als Verunreinigungen
sind besonders die Schwefelverbindungen in der weiterverarbeitenden
Industrie unerwünscht,
weil sie für
die üblichen
Katalysatoren als Kontaktgifte wirken sind. Hinzu kommt, dass viele
katalytisch beeinflussbare Reaktionen zu den Oberflächenreaktionen
gehören und
aus diesem Grunde die herstellungsbedingte hohe innere Oberfläche von
RC besonders vorteilhaft ist.
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Die Verwendung von Holzkohle und/oder
RC ist aus Gründen
des Klimaschutzes und der Ökologie von
besonderer Bedeutung, weil bei der Verbrennung dieses Kohlenstoffs
und seiner Umsetzungs- bzw. Folgeprodukte nur die Mengen Kohlendioxid freigesetzt
werden, die zuvor bei der Fotosynthese der Luft entnommen worden
sind. Dies gilt für
alle Rohstoffe und Fertigprodukte, die aus Holzkohle und/oder RC
hergestellt worden sind. Im Gegensatz dazu belasten die Materialien,
die aus fossilen Rohstoffe hergestellt werden, die Umwelt. Bei ihrer
Verbrennung und/oder Verrottung werden kohlendioxidmengen freigesetzt,
die den bestehenden Kohlendioxidkonzentrationen hinzugerechnet werden
müssen. Diese
zusätzlichen
Kohlendioxidmengen tragen ebenso wie andere begleitende Umweltgifte
(Schwefeldioxid, im negativen Sinne zur Klimaveränderung bei. Besondere Beachtung
sollte der Umstand finden, dass Erdöl nicht auf der festen Erdoberfläche sondern
im Wasser seinen Ursprung hat. Damit war Erdöl vor seiner Entstehung nicht
Bestandteil des Kohlendioxidkreislaufes auf der festen Erdoberfläche, sondern
dem im Wasser und bildet demzufolge bei seiner Oxidation eine zusätzliche
Belastung des Kohlendioxidkreislaufes auf der Erdoberfläche, bzw. in
der Athmosphäre.
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Die schonende und möglichst
quantitative Gewinnung der Begleitstoffe bei dem Verschwelungsprozess
der Biomasse ist Bestandteil dieses Verfahrens. Dieser Teil des
Verfahrens unterstützt den ökologischen
Gedanken sehr wesentlich, weil Rohstoffe gewonnen werden, deren
Synthese aus fossilen Rohstoffen sich dadurch erübrigen. (s. Furane ). Ein weiterer
Vorteil dieses Kohlenstoffs (RC) ist es, dass bei seiner Verbrenung
keine ökologisch
bedenklichen Schadstoffe freigesetzt werden, weil praktisch keine ökologisch
bedenklichen Begleitstoffe im RC enthalten sind.
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Weil alle Arten von Biomasse in das
Verfahren mit einbezogen werden, kann auch Biomasse mit verarbeitet
werden, die auf ökologisch
verunreinigten Böden
herangewachsen ist. Die wasserlöslichen
Anteole der belstenden Stoffe gelangen in die Biomasse und werden
in der ersten Verfahrensstufe bei der Behandlung mit Wasserdampf
aus der Reaktionsmasse herausgelöst,
abgeschieden und können
dann nach den bekannten Methoden der Verfahrenschemie abgetrennt
und isolieert, ggf. sogar erneut nutzbar gemacht werden.
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Für
chemische Synthesen und in anderen Verwendungsbereichen ist der
hohe Reinheitsgrad von besonderem Vorteil, z.B. bei der Siliziumproduktion.
Die verfügbaren
Kapazitäten
zur Herstellung des RC im Chargenbetrieb und in Semikontinueanlagen
können
den künftigen
Bedarf an RC nicht decken. Diese können nur Kontinueanlagen produziert werden.
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Bei der Verschwelung von Biomasse
muss im Anfangsstadium der Reaktion Energie aufgewendet werden,
die in Kohlenmeilern aus der Verbrennung eines Teiles des eingesetzten
Rohmaterials bezogen wurde. Diese Art der Energieversorgung sollte aus ökologischen Überlegungen
so weit wie möglich vermieden
und stattdessen Energien verwendet werden, die in Solar-, Wind-
oder Wasserkraftwerken gewonnen werden.
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Die Anlagen im Sinne dieses Verfahrens
sollen nicht auf die Verwendung von speziell ausgesuchten Materialien
ausgerichtet sein, sondernes soll jede Art zur Verschwelung geignete
Biomasse unsortiert und wie angeliefert in Anlagen gleicher Bauart verarbeitet
werden. Rohstoffe (Ausgangsmaterialien) im Sinne dieses Verfahrens
sind alle Arten (vorzugsweise) vegetabiler Biomasse. Tierische Biomasse kann
vom Verfahren nicht ausgeschlossen werden, weil diese beispielsweise
bei der Verarbeitung von vegetablier Biomasse als Verunreinigung
in den Prozess mit eingeschleppt werden kann.
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Für
die verfahrensgemässe
Erzeugung von RC und unter Berücksichtigung
der angesprochenen Vorstellungen, Bedingungen und Auflagen wurde
das im Folgenden beschriebene Verfahren mit dem dugehörige Anlagenkonzept
entwickelt.
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Das erfindungsgemässe Verfahren ist in mehrere
Hauptstufen unterteilt.
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Stufe 1. Erzeugung von Biomasse zur
Herstellung von Kohlenstoff (RC) Das erfindungsgemässe Verfahren
ist so ausgelegt, dass an die Qualität und/oder Zusammensetzung
der Biomasse keine besonderen Ansprüche gestellt werden müssen. Es
besteht deshalb die Möglichkeit,
sowohl gesundes als auch durch Schädlings- oder Krankbefall unverwendbar
gewordene Biomasse einzusetzen. Es kann auch Material eingesetzt
werden, das infolge von Hagelschlag, Wind- oder Schneebruch auf andere Weise nicht
mehr wirtschaftlich verarbeitet werden kann. Weiterhin kommen als
Ausgangsmaterial vegetabile Abfälle
aller Art in Betracht, die in Industrie, Handwerk und aus dem Baugewerbe
anfallen, Treib- und Sturmholz, schadstoffbelastetes Material. usw.
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Die gegenwärtig zur Verfügung stehende, nachwachsende
und für
den angegebene Verwendungszweck geeignete Biomasse, reicht mengenmässig nicht
aus, um den Bedarf für
die Produktion von RC decken zu können. Die Erzeugung von nachwachsender
Biomasse muss deshalb sehr stark erhöht werden. Dafür werden
zusätzliche
Anbauflächen
benötigt,
die durch Rekultivierung von Wüsteneien,
Steppen, Brachflächen
usw vorzugsweise in wärmeren
Klimazonen (iberische Halbinsel, Balkanländer, Afrika, Arabien, China,
usw) zur Verfügung gestellt
werden können.
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Ländereien
für die
Rekultivierungsmassnahmen stehen in genügendem Umfang zur Verfügung.
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Sie können jedoch nicht sofort genutzt
werden, weil für
die Erzeugung der Biomasse Kohlendioxid, Wasser und Solarenergie
zur Verfügung
stehen müssen.
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Solarenergie und Kohlendioxid stehen
in unbegrenzter Menge zur Verfügung.
Wasser ist vielerorts knapp oder nicht verfügbar. Die üblichen Methoden der Wasserbeschaffung
sind z.B. Brunnenbohrungen, Anlegen von Wasserreservoiren (Stauseen) und
Transfer dieser Wasermengen an die Bedarfsstellen. Diese Wässer sind
jedoch oft mit Schadstoffen oder überhöhten Mengen von Mineralstoffen
belastet. Es kommt deshalb oft vor, dass die Böden durch die Bewässerung
mit diesen Wasserqualitäten auf
Dauer versalzen und die Ertragslage dementsprechend beeinträchtigt wird.
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Erfindungsgemäss wird deshalb für Bewässerungszwecke
die Verwendung von Brauchwasser in Regenwasserqualität vorgeschrieben.
Dieser Qualitätsanspruch
kann entweder aus Beständen
von qualitativ geeigneten Oberflächen-
oder Grundwassern erfüllt
werden oder aber durch Brauchwasser, das aus ungeeignetem Wasser
durch Entsalzungs- oder Reinigungsanlagen qualitätsgerecht aufbereitet worden
ist Für
die Aufbereitung der verunreinigten Wässer soll vorzugsweise durch
Solarenergie als Energiequelle dienen.. In der Literatur sind viele
technisch ausgereifte Vorschläge
für diesen
Einsatzzweck beschrieben worden und es sind viele Anlagen zur Entsalzung
von Wässern
in Betrieb. Dieser Umstand wird durch die Veröffentlichung von statistischen
Angaben über
Produktionsmengen von Meerwasserentsalzungsanlagen in der Fachpresse
bestätigt.
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Die zur Aufnahme der Solarenergie
bestimmten Rezeptorenflächen
werden zur Zeit industriell in planarer Ausführung geliefert. Hier wird
beansprucht, diese Rezeptoren nicht planar sondern vorzugsweise – dh. nicht
ausschliesslich – in
Form von Teilzylindern auszugestalten. Horizontal (liegende Formen)
werden in Ost – West
Richtung als Viertelzylinder angelegt, vertikale haben dagegen die
Form von Halbzylindern. Falls konstruktiv die völlig gleichmässige Zylinderform
nicht möglich
ist, dann wird die Gesamtoberfläche
durch Verbindung einer Vielzahl von rechteckigen Teilstücken in
optimaler Annäherung
an die Zylinderform als Polyeder angelegt. Die Oberflächen bestehen
mindestens aus zwei Schichten, die äussere besteht aus UV-durchlässigem Material,
dessen Oberfläche
mit einer Rippenstruktur versehen ist. Diese konvexen Rillen verlaufen
bei Horizontalanlagen senkrecht zur Ost-West-Achse, bei Vertikalanlagen
sind die Rillen als Fischgratmuster ausgeformt. Bei Horizontalanlagen
verläuft
die gerundete Oberfläche
nur bis zu einem Radialwinkel des Zylinders von 85 Grad der Zylinderform,
um dann in eine Tangente überzugehen,
die 15 bis 20 % des Zylinderradius über die 90 Gradmarke des Zylinders hinausreicht.
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Diese ungewöhnliche Form der Oberflächen ermöglicht erfindungsgemäss, dass
die einfallenden Strahlen der Sonne immer im optimalen Winkel auf die
Oberfläche
der Rezeptoren auftreffen und dass deshalb der Anteil der durch
Reflektion abgestrahlten und dadurch ungenutzten Solarenergie auf
ein Minimum reduziert wird und ferner, dass durch Brechung des Strahlenganges
ein Teil der Strahlung in das Innere der Rezeptorschichten abgelenkt
wird. Die folge dieser ungewöhnlichen
Konstruktion die zur Aufnahme der eingestrahlten Energie zur Verfügung stehende
Oberfläche
hat zur Folge, dass die Rezeptoroberfläche nach mathematischen Gesetzmäsigkeiten
bis zum Optimum vergrössert
wird. Durch diese Massnahmen wird nur eine Möglichkeit genutzt, den Nutzungsgrad
von eingestrahlten Solarenergie zu erhöhen, die auftreffende Energiemenge
bleibt naturgemäss
davon unberührt.
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Die hier beschriebene Gestaltung
der Rezeptoroberflächen
ist technisch in allen Bereichen der Solarenergienutzung verwertbar
und bleibt infolgedessen nicht auf diesen ausgewählten Anwen- Die Bewässerungs- und Anbaumassnahmen
für die
Rekultivierung von Böden
zum (neuerlichen) Anbau zur Gewinnung von Biomasse können nicht
weltweit in vollkommenn gleicher Weise durchgeführt werden, sondern sie müssen auf
die örtlichen
Gegebenheiten (Klima, Bodenbeschaffenheit und anderen Bedingungen)
abgestimmt werden..
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Es kann beispielsweise in manchen
Gebieten ( Steppen, Sandgebiete) zur Vermeidung von Erosionen von
Vorteil sein, zunächst
Pflanzungen zum Zwecke einer Bodenbefestigung oder der Humusbildung
durchzuführen
und die eigentliche Produktion von Biomasse auf spätere Fruchtfolgen
zu verschieben. Die Durchsetzung der Rekultivierungsmassnahmen ist
eine Investition in die Zukunft und darf keinem Zeitdruck unterworfen
werden.
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Hierzu sei z.B. auf die Anpflanzung
von tiefwurzelnden Gräsern
verwiesen, wie sie auf den Nordseeinseln zur Bodenverfetigung verwendet
werden oder auf den Anbau von z.B. Beispiel Lupinen, die nicht geerntet,
sondern untergepflügt
werden und damit als Dünger
und als Humusbildner dienen. Zur Verhinderung von Bodenerosionen
durch Windeinfluss kann z.B die Aussaat von Getreide in Wellenlinien
ausgeführt
werden, wie es vielerorts – z.B.
in den USA – üblich geworden
ist. Auch die Abdeckung der Bodenflächen mit Matten usw kommt für diese Zwecke
in Betracht. Einfache " Riegel" werden ebenfalls
angelegt. Die Anordnung nach dem Prinzip eines "Fischgratmusters" ist das hier bevorzugte Pflanzschema.
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Die Grössenordnung der benötigten Flächen für die Gewinnung
ausreichender Mengen von Biomasse für den künftigen Bedarf macht Massnahmen notwendig,
die die Nachteile von Monokulturen mit sich bringen. Zu diesen negativen
Folgen der Monokulturen gehören
ihre Anfälligkeit
gegen Schädlings- und
Krenkheitsbefall. Traditionell führt
dies zum Einsatz von Schädlings-
und Pflanzenschutzmitteln, die von der Industrie angeboten werden.
Im Gegensatz zu dieser Gepflogenheit ist der Einsatz dieser Mittel bei
diesem Verfahren nur noch angebracht, wenn die Gefahr besteht, dass
der zu erwartende Ertrag nicht in genügendem Masse zu erwarten ist.
Es kann auch die krankheitsbefallene Biomasse in den weiteren Verarbeitungsprozess
einbezogen werden. Dies gilt ebenfalls für schadstoffbelastete Biomasse,
weil die Schadstoffe – wie
bereits ausgeführt – im Verarbeitungsprozesse
aus der Reaktionsmasse herausgelöst
werden können.
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Ein weiteres Mittel zur Bekämpfung der
Gefahren von Monokulturen ist das bereits angesprochene 9 -Nutzungsarten
-Anbauschema. Dargestellt wird dieses Schema durch ein Zahlenquadrat
mit den fortlaufenden Zahlen von 1 bs 9. Jede Ziffer steht für eine spezielle
Form von Nutzung des Anbaugebietes, die sich entsprechend in den
Nachbarquadraten wiederholt. Flächen
gleicher Nutzung sind damit in jedem Fall durch zwei separate Flächen anderer
Nutzung voneinander getrennt. Die Guösse der Flächen und die Art ihrer Nutzung
unterliegt des ortsspezifischen Gegebenheiten. Die Zahlen können für Getreidesorten,
Baumarten, Weideflächen,
Seen oder auch Verarbeitszentren stehen. Wenn es notwendig erdcheint,
können
in die Anbauplanung auch die Prinzipien der Drei-Felder-Wirtschaft mit einbezogen werden.
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Diese Anbauform ermöglicht eine örtlich optimierte
Variabilität
im Anbau von Biomasse bei gleichzeitigem einheitlichen System von
Anlagenkonzeption von Verfahrensablauf. Sie erschwert das Überspringen
von pflanzenspezifischen Schädlingen und
Krankheiten auf Flächen
gleicher Nutzzung weil die Erreger oder Schädlingen die Barrieren von immer
zwei anders genutzten Flächen überwinden müssen. Dei
Grössen
der Flächen
sind variabel, gleichen sich den Bodenverhältnissen an werden aber so
ausgefegt, dass sie den Bedingungen einer technischen Bearbeitung
entsprechen. (Anbau- bzw. Pflanzschema separat) Stufe 2. Ernte,
Aufbereitung und Transport des Biomaterials.
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Die Ernte der Biomasse erfolgt nach
den üblichen
Prinzipien und den standardmässigen
Methoden. Anders als bei den üblichen
Ernten ist es , dass die Erntefähigkeit
bei diesem System nicht unbedingt mit dem Reifegrad der zu erntenden
Biomasse in Zusammenhang stehen muss. Wenn z.B. die Ernte verhagelt
wurde, dann könnte
sie üblicherweise
nicht verwertet werden. Bei diesem Verfahren jedoch würde auch
diese "Ernte" eingebracht und
aufgearbeitet werden können.
Es besteht verständlicherweise
dabei durchaus die Möglichkeit
von Ertrags- und Quaslitätsminderungen.
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ständlicherweise dabei durchaus
die Möglichkeit
von Ertrags- und Qualitätsminderungen
Ernten, die auf kontaminierten Böden
heranwachsen und reifen, werden üblicherweise
nicht verwertet sondern vernichtet. Bei dem beanspruchten Verfahren wird
dies in der Regel nicht notwendig, sein. Die kontaminierende Substanzen,
die wasserlöslich
sind, werden über
das Wurzelwerk in die heranwachsende Biomasse aufgenommen.. Unlösliche Schadstoffe verbleiben
dagegen im Boden. Wenn erfindungsgemäss diese Biomasse im weiteren
Verlauf der Behandlung nach oder während der Aufheizung mit Wasserdampf
bei Temperaturen bis 100 Grad Celsius ausgepresst wird, dann werden
die wasserlöslichen
Schadsoffe aus der Biomasse herausgepresst, der noch verbleibende
Rest der Schadstoffe wird in den Folgemit den anderen Begleitstoffen
aus der Biomasse entfernt und bei der Aufarbeitung der Biomasse
entsprechend verfahrensmässig
berücksichtigt.
Es ist demnach die Möglichkeit
gegeben, mit Hilfe dieses Verfahrens – ggf durch mehrfache Wiederholung
der Pflanzfolgen – Böden kostengünstig und umweltschonend
zu sanieren, wenn sie mit wasserlöslichen Schadstoffen kontaminiert
worden sind.
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Die land- und forstwirtschaftlichen
Ernten werden nach den üblichen
Methoden durchgeführt. Wenn
es nötig
erscheint, kann bereits am Ort bei der Ernte eine Trennung der geernteten
Biomasse nach ihrem beabsichtigten Verwendungszweck erfolgen : z.B.
Nahrungs- und Futtermittel können
von den Teilen der Pflanzen getrennt werden, die nicht geniessbar
sind. Die ungeniessbaren Anteile werden der Verarbeitung zu RC zugeführt. Aus
logistischen Gründen – aber auch
zur Sicherung des Verbleibs niedrigsiedender Begleitstoffe in diesem
Teil der Biomasse – werden
die sperrigen Anteile der zur Verarbeitung zu RC bestimmten Biomasse
vor Ort zerkleinert und per Silotransport zur RC-Anlage verbracht
und dort in Silos zwischengelagert bzw. sofort verarbeitet. Schwere
und/oder kompakte Materialien wie z.B. starke Äste oder Stämme werden als solche abtransportiert. Die
Zerkleinerung des Materials erfolgt in diesen Fällen in der RC-Anlage.
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Stufe 3. Verarbeitung der angelieferten
Biomasse zu Kohlenstoff (RC) und die Abtrennung der Begleitstoffe.
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Die Produktionskapazität allerbestehenden Anlagen
zur Erzeugung von Holzkohle (die auch unter den Begriff RC fällt) reicht
nicht aus, um den zu erwartenden Bedarf von RC decken zu können. Auch bei
den modernsten Anlagen handelt es sich nicht um vollkontinierliche
Anlagen, sondern um halbkontinueanlagen. Die Produktion in konventionellen
Anlagen geht von gewürfeltem
und vorgetrocknetem Ausgangsmaterial – in der Regel ist es Holz
-aus. Nach dem erfindungsgemässen
Verfahren wird Biomasse aller Art und Zusammensetzung in dem Zustand
der Verarbeitung zugeführt,
in dem sie z. B bei der Ernte anfällt oder der Anlage zugeliefert
wird. Der Gewinnung von Begleitstoffen wird im erfindungsgemässen Verfahren
ein entscheidend hoher Stellenwert eingeräumt. Bei konventionellen Verfahren
wird diesenn Gedanken nicht die gleich hohe Beachtung zuteil.
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Verfahren und Anlagen, die zur Verwirklichung
dieser Gedankenkette entwichkelt wurden, sind Gegenstand dieser
Erfindung.
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Alle Stufen der Anlage sind miteinander
verbunden, damit das eingesetzte Material auf seinem gesamten Wege
durch die Anlage nicht mit der Aussenluft in Berührung kommen kann und niedrigsiedende
Bestandteile nicht gasförmig
in die Umwelt entweichen können.
Insgesamt besteht die Anlage im Reaktionsteil aus einer Reihe von
aneinandergefügten
zylinderförmigen
Teilen. Die Anlage ist so montiert, dass sie n Laufrichtung eine
Negativneigung aufweist. Der Transport des Materials durch die Anlage
wird mittels mechanischer Vorrichtungen z.B Pendelbleche, Kreuzbleche
( Typ Betonmischer oder Typ Gerbfässer), Schnecken u.a. bewerkstelligt,
die in der einschlägigen
Industrie bekannt sind. Während des
Transportes durch die Anlage wird das Material von unten durch Einblasen
von Heizgasen erhitzt. Das Gas wird in Laufrichtung des Materialflusses schräg von unten
eingeblasen, wobei die Temperatur des Heizgases stufenweise angehoben
wird. Das Heizgas wird durch Düsen
eingeblasen, die zum Schutz vor Verschmutzungen verdeckt angebracht sind.
Als Heizgas wird erfindungsgemäss
ausschliesslich Wasserdampf verwendet, der in den verschiedenen
Zustandsformen zum Einsatz kommt.
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Die zur Verarbeitung zu Rc anglieferte
Biomasse ist ihrer Struktur und Zusammensetzung inho mog. Dieses
Material wurde in keiner Weise vorsortiert oder getroeknet, sondern
in dem Zustand angeliefert und verarbeitet, wie sie anfällt Eine
rationelle Verarbeitung setzt voraus, dass das Rohmaterial einigermassen
homogen ist. Die Überführung der
Biomasse in RC ist ein Vorgang, bei dem die Begleitstoffe aus dem
Rohmaterial heraus destilliert werden (trockene Destillation, Verschwelung).
Der Destillstionsvorgang wird beherrscht von den Gesetzen der Diffusion.
Je grösser
die Oberfläche
des Materials ist, die für
die Diffusionsvorgänge
zur Verfügung
steht, desto schneller und energiesparender kann die Diffusion erfolgen.
Begleitstoffe können
auch auf mechanischem Wege, z.B. durch Pressen, aus dem Rohmaterial
entfernt werden. Aus diesen Gründen
und mit dem Ziel zu einem vollkontinuierlichen Verfahrensablauf
zu gelangen, wird der Ablauf des Verfahrens nach diesen Gesichtsüpunkten
gegenüber
dem Stand der Technik verändert:
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- 1.) Die angelieferte Biomasse wird – ggf. in
mehreren Schritten – zerkleinert
und direkt in Silobehälter
gefüllt.
Die benötigten
Zerkleinerungsmaschinen sind in der Industrie bekannt. Die Grösse der
mechanisch zerkleinerten Partikel der Biomasse entspricht dem Grössenspektrum
der Partikel von Schreddermaterial, wie es z.B. bei der Humusproduktion üblich ist
- 2.) Das zerkleinerte Material wird mit gesättigtem Wasserdampf in einem
gekapselten Reaktionsraum aufgeheizt und einem Pressvorgang unterzogen.
Das Pressen kann z.B. in einer Schnecken - oder einer Zylinderpresse erfolgen.
Das Material wird in der Presse solange und soweit zusammen- und ausgepresst,
bis keine Flüssigkeit
mehr austritt. Dieser Vorgang bezweckt
a.) die Entfernung aller
Flüssigkeiten
aus der Biomasse, die bei Temperaturen unter 100 Grad C genügend fliessfähig sind,
b.)
die Entfernung aller Substanzen, die bis 1 oo Grad C wasserdampfflüchtig sind
und
c.) die Verdichtung der eingesetzten Biomassein in der
laufenden Produktion zu Kompaktzylindern gleicher und gleichmässiger Dichte.
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In diesem Verfahrensschritt fallen
Begleitstoffe als gas- oder dampfförmige Destillate und/oder Flüssigkeiten
an, die in diesem oder ggf. kondensierten Zustand nach den in der
Chemie üblichen
Methoden und Verfahren aufgearbeitet und geigneten Verwendungszwecken
zugeführt
werden können.
Die gewonnenen Begleitstoffe leisten einen Kostenbeitrag zur Finanzierung
des Verfahrens und es erübrigt sich,
diese Stoffe auf anderem Wege zu synthetisieren. Dieser Umstand
ist ein weiterer positiver Aspekt im Sinne von Ökologie und Umweltschutz.
-
Die Herstellung der Kompaktzylinder
hat zur Folge, dass das eingesetzte Material in seiner Dichte homogenisiert
wurde, d.h. es bestehen volumenmässig
keine grösseren
Unterschiede mehr zwischen Blättern,
Zweigen, Ästen
und Stammholz. Für
die Weiterverarbeitung gilt wie zuvor im ersten Teilarbeitsgang
die Tatsache, dass die Grösse
der zur Verfügung
stehenden Oberfläche
für alle
Diffusionsvorgänge
eine geschwindigkeitsbestimmende Grösse ist. Demzufolge werden
die Kompaktzylinder erneut einem Zerkleinerungsprozess unterzogen
und wieder in das Grössenspektrum überführt wird,
wie es z.B. in Kompostieranlagen üblich ist.. Auf diese Weise
wird gewährleistet,
dass alle Folgeprozesse in diesen Anlagen bei gleicher Bauart unter
den gleichen Bedingungen ablaufen und deshalb direkt miteinander
verglichen werden können.
-
Verschwelungsprozess oder trockene
Destillation beschreiben als Begriffe hier die Vorgänge, nach
denen aus nachwachsender Biomasse Kohlenstoff hergestellt wird,
vorzugsweise wird dieser Kohlenstoff mit dem Begriff Holzkohle verbunden.
Dieser Kohlenstoff ist im Durchschnitt mit etwa 30 % vom Gesamtgewicht
in der eingesetzten Biomasse vertreten, der Rest sind Wasser und
Begleitstoffe. Die Massnahmen zur schonenden und energiesparenden
Gewinnung der Begleitstoffe, die etwa 30 Gewichtsprozent vom Ausgangsgewicht
betragen, sind Bestandteil diese Verfahrens.
-
Dies beginnt bereits – wie ausgwführt – mit den
Erntemethoden und dem Transport des Materials in die Verarbeitungsanlage.
-
Das Material wird in die Anlage eingetragen, mechanisch
homogenisiert, mit Wasserdampf aufgeheizt und komprimiert. Die Anlage
ist gekapselt. Die Aufheizung erhöht die Fliessfähigkeit
niedrigsiedender Begleitstoffe, die Wärme verbessert das Destillationsergebnis
bei Niedrigsiedern, der Wasserdampf dient dem Verfahren der Wasserdampfdsestillation, die
Kompressibilität
der Biomasse wird durch die Wärme
verbessert.
-
Im Eingangsbereich wird die miteingeführte Luftmenge
durch den eingeblasenen Sattdampf durch Verdrängungsdestillation aus dem
System entfernt und damit werden oxidative Einflüsse durch Luftsauerstoff im
weiteren Bereich der Anlage verhindert.
-
Vor Beginn der nächsten Stufe der Wärmebehandlung
wird das Material erneut in die angegebene Grössenordnung zerkleinert, um
dann in der nächsten
Stufe mit Hochdruckwasserdampf behandelt zu werden. Begleitstoffe
in flüssiger
oder gasförmiger
Phase werden nach den üblichen
Methoden abgetrennt und/ oder kondensiert. Der Dampfdruck wird stufenweise
fortschreitend erhöht.
Oxydative Einflüsse
sind nicht zuerwarten, weil der Dampf als inertes Heitmittel anzusehen
ist.
-
Reiner überhitzter Wasserdampf mit
Temperaturen dient in der nächsten
Stufe als inertes Heizgas. Exist nur reiner Energieüberträger, sofern
dies am Ort seines Einsatzes erforderlich ist. Im ersten Abschnitt
des Einsatzes von überhitztem
Wasserdampf wird er – wie
zuvor in allen anderen Teilen der Anlage – in Laufrichtung eingetragen,
im letzten Teil dagegen in Gegenrichtung. Er kann dabei bei Bedarf sowohl
als Heiz- oder als Kühlmittel
Verwendung finden. Diese Verwendungsart des überhitzten Wasserdampfes ist
industriebekannt.
-
Die Verwendung von Heizgasen in den
Verfahren zur trockenen Destillation ist bekannt, vorwiegend werden
dazu Prozessgase verwendet. Chemische Einflüsse auf den Ablauf des Verkohlungsprozesses
und negetive Auswirkungen auf die Begleitstoffausbeute können nicht
ausgeschlossen werden. Es besteht beim Einsatz dieser Gase zudem
das Problem der Abgasentsorgung. Wird der inerte Stickstoff eingesetzt,
dann bestehen logistische und Kostenprobleme. Wasser ist unter diesen
Reaktionsbedingungen als inertes Gas anzusehen, ist absolut umweltvertäglich und
die Kosten bzw. Einrichtungen für dei
Entsorgung entfallen. Wasserdampf ist vor Ort jeder Zeit herstellbar
und deshalb entfallen logistische Probleme.
-
Die Entstehung von Wassergas würde nur dann
erfolgen, wenn dies durch Katalysatoren und/oder durch die bestehenden
Temperaturverhältnisse
im Reaktor diese Reaktion begünstigt
wird. Die Wassergasreaktion könnte
aber auch gezielt an den Abschluss der RC-Erzeugung angeschlossen
werden.
-
Stufe 3. Verarbeitung und Nutzung
des aus Biomasse erzeugten Kohlenstoffes (RC) und der im Verfahrensverlauf
abgetrennten Begleitstoffe.
-
Die bei dem Prozess der RC-Herstellung
aus Biomasse durch mechanisches Auspressen von Biomasse sowie durch
Destillations- und/oder Wasserdampfdestillationsprozesse des Materials
erhaltenen Begleitstoffe werden nach den Methoden getrennt und aufgearbeitet,
die in der chemischen Industrie zum Stand der Tecznik gehören. In
der Folge werden sie ihrer spezifischen Verwendung zugeführt.
-
Beispielsweise können Produkte aus der Gruppe
der Furane nach einer von Dupont vorgeschlagenen Reaktionsfolge
zu Rohstoffen für
die Synthese von PA oder PUR aufgearbeitet werden : Hexamethylendiamin,
Adipinsäure,
Hexamethylendüsocyanat
usw. Diese Produkte werden zur Zeit mit erheblichem Aufwand vorwiegend
aus Erdöl
bzw. Erdgas synthetisiert. Die Gewinnung und Nutzung von Furanen
und anderen aus den Begleitstoffen isolierten Verbindungen, die
sich für
industrielle chemische Synthesen nutzen lassen, trägt dazu
bei, dienoch verfügbaren
Erd- und Erdgasreserven zu strcken. Durch ihren Verkaufserlös subventionieren
sie die Herstellungskosten des RC Es werden auch Naturstoffe gewonnen,
die sich ohne weitere chemische Veränderungen nutzen lassen. Hierzu
gehören
z.B Kampferprodukte, Öle
und Fette.
-
Mengenmässig beträgt der Anteil der Begleitstoffe
bis zu 30 % des Trockengewichtes des Ausgangsmaterials Die Gewinnung
dieser Begleitstoffe im Verlauf des Erzeugungsprozesses für RC aus
Biomasse ist ein wichtiger Bestandteil des Erfindungsgedankens.
Diesem Gedanken hat man in der Industrie in der Vergangenheit nicht
genügend
Bedeutung beigemessen. Dies gilt auch heute noch, obwohl die Gewinnung
der Begleitstoffe im Verlauf des Verschwelungsprozesses vor allem
in den letzten Jahren deutlich intensiver als seither betrieben
worden ist.
-
Bereits im Rahmen anderer Verfahren
sind Anteile von Begleitstoffen z.B. aus Kafeebohnen-aller dings
in separaten Anlagen – durch
eine Behandlung mit Wasserdampf entfernt worden, was mit Dampfwäsche charakterisiert
wird.
-
Das Hauptziel des Verfahrens bleibt
jedoch die Erzeugung von Kohlenstoff (RC), ausschliesslich aus nachwachsender
Biomasse und die Ablösung
aller fossilen Rohstoffe aus ihren derzeitigen Verwendungsbereichen
durch RC und seine Folgeprodukte. Ein Teil der RC- Produktion kann
konventionelle Holzkohle ersetzen, als Energieträger in speziellen Heiz- und/oder
Schmelzprozessen verwendet werden, als Füllpigment, Farbpigment, Absorptionsmittel,
Reduktionsmittel, Füllstoff
usw dienen.
-
Der erfindungsgemässe Verwendungszweck für RC ist
es, die nur begrenzt zur Verfügung
stehenden fossilen Rohstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas dauerhaft quantitativ
durch RC zu ersetzen. Die Umsetzung dieses Erfindungsgedankens wird
zur Folge haben, dass
-
- 1. Restbestände
von Kohle, Erdöl
und Erdgas in ihren Lagerstätten
belassen werden können,
- 2. die CO2 Menge in der Athmosphäre nicht weiter ansteigt, sondern
dass sie unter Umständen sogar
verringert werden kann und dass
- 3. in der Folge eine Beruhigung und Rückentwicklung des Erdklimas
zu den Verhältnissen
eintritt, die vor dem Wirken der Menschen bestanden haben und dass
- 4. die Versorgung der Weltbevölkerung und der Fauna mit Lebensmitten
und Trinkwasser dauerhaft gesichert wird.
-
RC aus nachwachsender Biomasse zu
erzeugen, um damit die fossilen Rohstoffe Kohle, Erdöl und Erdgas
zu ersetzen, wirkt sich nur positiv positiv auf das Erdklima und
den allgemeinen Zustand der Umwelt aus. Bedenken aus ökologischer
Sicht sind nicht erkennbar. Positive politische Folgen sind zu erwarten,
die in ihren Folgen unabsehbar sind. Sie können sich zwangsläufig nur
zum Besten der Erdbevölkerung
auswirken, können
aber nicht als E4 rfindungngeltend gemacht werden.
-
RC kann in dem Zustand verwendet
werden, wie er nach seiner Erzeugung anfällt und Kohle jeder Art in
allen bekannten Aufgabengebieten ersetzen. Im Vergleich zu Kohle
aus fossilen Lagerstätten
bietet RC den Vorteil der grösseren
grösseren
chemischen Reinheit und RC kann umweltvertäglich verbrannt werden. Ökologisch
bedenkliche Stoffe werden bei der Verbrennung von RC nicht emittiert,
weil bereits im Rahmen des Gewinnungsverfahrens ökologisch bedenkliche Begleitstoffe
durch geeignete Massnahmen entfernt werden. Im Vergleich zu Koks besteht
der Vorteil, dass bei der industrieüblichen Verkokung auch Gase
erhalten werden, die nur schwierig aus den Kokereigasen abzutrennen
sind, wie z.B das Auswaschen der Schwefelverbindungen. Bei der Erzeugung
von RC aus Biomasse werden die enthaltenen Schadstoffe – es sind
auch Begleitstoffe – bereits
im Verlauf des Verschwelungsprozesses gezielt aus dem Material und
ohne die Umweltbelastung entfernt. Restliche Schadstoffe können durch chemische
Reaktionen quantitativ abgeschieden werden.
-
Erdöl und Erdgas können in
allen Verwendungsbereichen durch synthetische Kohlenwasserstoffe
abgelöst
werden, die durch die Hydrierung von RC herstellbar sind. Die Verfahren
zur "Kohleverflüssigung" nach Bergius, Fischer-Tropsch,
IG Farben u.a müssen
nur auf die spezifischen Eigenarten der RC im Vergleich zu den damals
verwendeten fossilen Rohstoffen umgestellt werden. RC enthält keine Schwefelverbindungen
und andere reaktionsstörenden
Begleitstoffe Die Umstellung von fossilem Kohlenstoff (Kohle, Koks
usw) auf den "Biokohlenstoff" RC kann für die Reaktionsbedingungendes
Hydrierungsprozesses demnach nur von Vorteil sein.
-
Die grosstechnisch erprobten Verfahren
der Kohlehydrierung gingen von Kohle aus, die aus den Lagerstätten der
fossilen Rohstoffe gefördert
wurde. Die Verwendung von Holzkohle als Rohmaterial wurde nicht
in Betracht gezogen, weil die Kohlehydrierung in der Zeit kurz nach
der Jahrhundertwende nur aus Gründen
der Autarkie entwickelt wurde. Die Weltvorräte von Erdöl und Erdgas wurden damals niedriger
eingeschätzt,
als es tatsächlich
der Fall ist. Gedanken zum Thema Umweltschutz spielten damals keine
Rolle. Im Gegensatz dazu geht es bei diesem Verfahrensansatz nicht
um Durchsetzung von Autarkiebestrebungen, sondern um die Sicherung der
Versorgung der Erdbevölkerung
mit Kohlenwasserstoffen unter Wahrung ökologischer Aspekte. Alle bekannten
Verfahren zur Kohlehydrierung können prinzipiell
auf RC als Ausgangsmaterial umgestellt werden. Von Vorteil ist hierbei
nicht nur der wesentlich höhere
Reinheitsgrad des Ausgangsmaterials, sondern auch, dass die im Vergleich
zu Koks sehr viel grössere
innere Oberfläche
des RC, die den Ablauf der Hydrierung als Oberflächenreaktion ausserordentlich
stark begünstigt.
Die Anpassung der Reaktionsbedingungen für die Hydrierung von fossiler Kohle
an die "Verflüssigung" von RC usw. ist
nicht Gegenstand dieser Anmeldung.
-
RC kann auch Ausgangsstoff für die Erzeugung
von Kalziumkarbid sein, dem Grundstoff der Acetylenchemie. Ein weiterer
Verwendungszeck ist die Erzeugung von Wassergas. Wassergas besteht zu
gleichen Teilen aus Wasserstoff und Kohlenoxid. Diese beiden Stoffe
zählen
in der chemischen Industrie zu den wichtigsten Grundstoffen (Phosgensynthese,
Oxosynthesen, Hydrierungen, usw.)und sie gewinnen als Treibstoffe
und Heizgase ständig
an Bedeutung. ( Fernwärme,
Hybridantrieb) Diese Betrrachtungsweise findet bei den konventionellen
Verschwelungsverfahren wenig Beachtung.
-
Das gezielte Zerkleinern des Biomaterials und
die Verarbeitung der vegetabilen Biomasse ohne Vortrocknungist ist
ein sehr deutlicher Verfahrensunterschied gegenüber der konventionellen Verschwelungstechnik.
Die industrieüblichen
Verfahren gehen vorzugsweie von Holz aus, das in grösseren Stücken und
im vorgetrockneten Zustand der Verschwelung zugeführt wird.
Das Ziel der konventionellen Arbeitsweise ist in erster Linie die
Gewinnung von Holzkohle für
die bekannten Verwendungszwecke. Die zusätzlich anfallenden Begleitstoffe
bedeuten nur eine sehr willkommene Ergänzung der Gesamzproduktion.
Bei dem erfindungsgemässen
Verfahren stehen zwar Produktion und Verwendung des RC im Vordergrund, aber
die Gewinnung eines Maximums von Begleitstoffen ist beabsichtigt
und wird als unverzichtbarer Bestandteil des Prozesses angesehen.
RC kann in allen Bereichen – nach
entsprechender Formierung – als
Austauschprodukt für
konventionell hergestellte Holzkohle verwendet werden.
-
In die Anlage können auch Materialien eingespeist
werden, die in Industrei, Handwerkwerk oder im Haushalt als Abfällfallprodukte
angefallen sind. Zu diesen Stoffen können z:B. Sägemehl, Hobelspäne, Nussschalen,
Abfälle
aus holzverarbeitenden Betrieben, Bauholzabfälle, usw. gerechnet werden.
Es muss jedoch gewährleistet
werden, dass sich diese Stoffe in ihrem Grössenspektrum und in ihrer Dichte nicht
vom anderen Material unterscheiden, d.h. sie werden ggf. vorgehäckselt und
gepresst oder sie werden von Anfang an mit dem anderen Biomaterial gemeinsam
eingestzt Im Verlaufe des Verfahrens wird der Wasserdampf somit
in drei verschiedenen Formen eingesetzt: in der ersten Aufheizphase
ist es reiner Nassdampf, dessen Temperatur maximal 100 Grad C erreichen
kann. Neben der Aufgabe, das Material aufzuheizen, wird er zur Wasserdampfdestillation
geeigneter Begleitstoffe verwendet.
-
In der zweiten Phase wird Hochdruckdampf verschiedener
Drücke
verwendet, der Druck entspricht einer bestimmten Temperatur. In
dieser Phase wird das Material weiter aufgeheizt und es kommt zur
weiteren Wasserdampfdestillation.
-
In den nächsten Phasen wird überhitzter Wasserdampf
verwendet, der durch Aufheizen von Wasserdampf erzeugt wird und
der dazu dient, den weiteren Verlauf des Verkohlungsprozesses zu
steuern und gezielt zu beenden. Er ist das Mittel zur Sicherung
einer gleichbleibenden Qualität
des RC .
-
Das gesamte Verfahren vereinigt somit
die Gedanken, Biomasse durch eine Kombination von mechanischer Pressung
und einer Sequenz schonender Destillationsvorgänge unter Anschluss von Luftsauerstoff
in Kohlenstoff höchster
Reinheitsstufe umzuwandeln und zusätzlich Begleitstoffe in höchster Ausbeute
und bestmöglichster
Qualität
zu gewinnen, die in der Biomasse enthalten sind. Diese wertvollen
Rohstoffe können
nutzbringenden Verwendungen zugeführt werden und verringern die
allgemeinen Verfahrenskosten. Diese Begleitstoffe müssten sonst
in zum Teil aufwendigen chemischen Synthesen aus Erdöl hergestellt
werden. (z.B.Furane) Deshalb bedeutet deren Gewinnung aus vegetabiler
Biomasse ein zusätzliches
Einsparunyspotential für
Erdöl und
dienen in Zukunft auch der Einsparung von synth.KW , due aus RC
hergestellt werden.
-
Die Reaktionsfolge der erfindungsgemässen Erzeugung
von Kohlenstoff aus Biomasse ist Bestandteil eines Gesamtkonzeptes,
das sich bemehrere Teilbereiche gliedert, die aber alle in einem
ursächlichen
Zusammenhang stehen.
-
In der Anlage wird das Konzept des
Verfahrens in Teilen in Form von Diagrammen dargestellt, die jedoch
nur als Beispiele zu werten sind und keine Festlegung des Verfahrens
in allen Einzelweiten bedeuten.
-
Zu den Abbbildungen 1 bis 7 werden
erläuternde
Angaben gemacht.
-
1.
Das Diagramm zeigt die zeitunabhängige
Verteilung des Kohlendioxids in verschiedenen Perioden der Erdgeschichte. Über alle
Perioden hinweg und in jeder einzelnen Periode bleibt die Gesamtmenge
verfügbaren
Kohlendioxids konstant. Die Mengenrealationen zwischen gasförmigem,
chemisch gebundenem und in Wasser gelöstem Kohlendioxid unterliegen
ständigen
Verschiebungen.
-
2.
Das Kreislaufschema zeigt den üblichen
Verlauf der Photosynthese und den Zerfall der Biomasse. Aus den
Ausgangsstoffen entsteht primär die
Flora, die wieder in die Ausgangsstoffe zerfällt. (Doppelpfeil zwischen
Flora und "Kasten") Aus der Flora kann
Fauna entstehen(Pfeil von Flora zu Fauna). Die Fauna zerfällt nach
ihrem Tod wieder in die Ausgangsstoffe (Pfeil von Fauna zum "Kasten")
Einmaliger
Sonderfall in der Erdgeschichte: aus einem Teil der Flora entsteht
nach Umweltkatastrophen durch Verkohlung die Kohle (kurzer Pfeil
von Flora zu Kohle). Durch Verbrennung entsteht Kohlendioxid : s.
untere zwei Kästen
in der gleichen Epoche entsteht aus Teilen der Fauna (die primär aus Flora entstanden
war) durch Umwandlung das Erdöl,
bei desswen Verbrennung entsteht Kohlendioxid.: s.untere zwei Kästen
mittels
chemischer Technik wird aus Kohle (begrenzte Vorräte) durch
Hydrierung ein synthetisches "Erdöl" erzeugt, (oberer
Pfeil zwischen Kohle und Synthetischen Kohlenwasserstoffen ("Erdöl"), Entlassung der
Verbrennungsrückstände in Richtung
Kasten, Verbrennung : s. untere zwei Kästen,
Das Anmeldungsveefahren
sichert den perfekten biologischer Kreislauf ohne Umweltbelastung
durch erhöhte
Kohlendioxidbelastung der Umwelt : aus Biomasse Flora ) wird durch
Verkohlung (/Bio-) Kohlenstoff erzeugt, (Pfeil Flora – Verkohlung – Kohlenstoff), aus
dem durch chem. Hydrierung "Synthetisches Erdöl " produziert wird.
Begleitstoffe werden im Verfahrensverlauf abgetrennt.Bei der Verbrennung
entsteht KOhlendioxid: s. untere zwei Kästen
-
3.
Stammbaum der CO2 – Biochmie
: spezifizierte Erweiterung der 2
-
4 Verbund – Schema
CO2 – Biomassen
: Veränderungen
in der Darstellung der Zusammenhänge
gegenüber 2
-
5 Pflanzplan
und Nutzungsschema. (mit Begleittxt), Möglichkeit zur Einbeziehung
der 3-Felderwirtschaft
ist inbegriffen.
-
6 Wasserdampfkonzentration. Überarbeitete
Darstellung von Literaturangaben, zeigt die Abhängigkeit der Brauchwasergewinnung
vom Unterschied der Temperatur der Umgebung und der innerhalb der
Wassergewinnungsanlage.
-
7 Schematische
Darstellung stationärer
oder mobiler Anlagen für
die "Bio-"Kohlegewinnung. Die
Buchstaben (Legende) beinhalten : Prozessführung, Prozessablauf sowie
die dafür
benötigten
apparativen und maschinellen Einrichtung/ Vorrichtungen.
-
Für
Kohlenstoff und alle anderen Elemente gilt, dass ihre Anteile an
der Erdmasse seit der Entstehung der Erde unverändert geblieben sind. Bei Kohlenstoff
ist es die Summe aller Kohlenstoffarten und der Kohlenstoffanteil
in den Kohlenstoffverbindungen. Im Kohlendioxidkreislauf und für das Leben auf
der Erde ist nur der Anteil von Bedeutung, der als Kohlendioxid
in den Kreislauf des Kohlendioxid einbezogen werden kann.
-
Modifikationen des Kohlenstoffs wie
Graphit oder Diamant werden in dieser Betrachtung ebenso wie die
Karbide nicht berücksichtigt.
Nur das frei verfügbare
Kohlendioxid bildet die Basis für
diese These. Kohlendioxid, wie wir es auf der Erdoberfläche antreffen,
gibt ist erst bei Temperaturen unterhalb von etwa 500 Grad. Stabile
Verhältnisse
in der Konzentration des Kohlendioxids in der Luft sind erst bei
Temperaturen unterhalb von 370 Grad möglich. Dies ist die Zerfallstemperatur
der Kalziumkarbonate, die wir als Marmor oder Kalkstein kennen.
Die Darstellung in diesem Schema beginnt deshalb erst bei Temperaturen
unterhalb dieser Zerfallstemperatur. Die Zustände im Bereich oberhalb dieser
Temperatur sind in diesem Schema nicht darstellbar.
-
An dieser Stelle sei an die Voraussetzungen erinnert,
die für
die Entstehung und den Bestand der Lebensformen, die wir auf unserer
Erde kennen, erforderlich sind:
Ein Himmelskörper, dessen
Masse gross genug ist, um das Entweichen von Masseteilchen aus seinem Anziehungsbereich
in das Weltall verhindern zu können,
Einstrahlung
eines Strahlungsspektrums in Art und Intensität, wie es auf der Erdoberfläche anzutreffen ist
Temperaturen
zwischen dem Gefrierpunkt des Wassers und dem Temperaturbereich,
in dem Eiweisskörper
koagulieren,
Verfügbarkeit
von Wasser, Wasserdampf, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlendioxid,
sowie weitere lebensnotwendige Elemente (Eisen, Phosphor, Kalzium
usw.) die im Kreislauf nicht darstellbar sind
-
Das Schema ist in 6 Abschnitte (Perioden) unterteilt.
Im Abschnitt "0" müssten die
Verhältnisse oberhalb
der Temperatur von 370 Grad dargestellt werden, aber das ist hier
nicht möglich
(siehe oben) Jeder dieser Abschnitt stellt die Gesamtmenge des Kohlenstoffs
( C ) an der Erdmasse dar. Der Anteil des C, der nicht in den Kohlendioxidkreislauf
einbezogen werden kann, bleibt über
alle Perioden hinweg konstant und ist im Schema braun dargestellt.
Die Menge des alles entscheidenden Kohlendioxids (frei und nach
chemischen Reaktionsfolgen in organischen Verbindungen gebunden)
bleibt ebenfalls über alle
Perioden konstant, aber die Verteilung auf verschiedene Bereiche,
Zustände
und Verbindungen wechselt von Periode zu Periode. Diese Unterschiede
werden farbig gekennzeichnet. Die Farbflächen können aber aus Gründen der
Darstellbarkeit und der Verständlichkeit
der Aussagen nicht massstabsgerecht aufgetragen werden.
-
Periode 1
-
In dieser Periode sinkt die Temperatur
auf der Erdoberfläche
von 370 Grad ab bis auf 100 Grad. An der Erdoberfläche existieren
nebeneinander nur das Festland und die Athmosphäre. Die Mengenverhältnisse
sind fixiert. Wasser und Kohlendioxid sind in dem Gasgemisch mit
enthalten. Das Gasgemisch ist mit der Farbe lila gekennzeichnet.
-
Periode 2
-
Das Gasgemisch (lila) beginnt sich
zu trennen. Rot ist der Anteil des Kohlendioxids (CO2), der im Gemisch
mit anderen Gasen die Luft (Athmosphäre) bildet. Blau ist die Fläche gekennzeichnet,
die den im Wasser gelösten
Anteil des CO2 bedeutet. die beiden Bereiche sind nicht streng voneinander
getrennt, es kommt immer wieder zum Austausch der Gase zwischen
Luft und Wasser. Die Temperaturen sinken langsamso soweit ab, bis
die Temperaturen unterschritten sind, bei denen Eiweisskörper koagulieren.
-
Periode 3
-
In diesem Zeitabschnitt beginnt das
Leben auf der Erde zu entstehen. Die chem.phys. Vorraussetzungen
für dieses
Naturwunder sind bereits genannt worden. Hellgrün ist hier die Biomasse gekennzeichnet,
die im Wasser entsteht und dunkelgrün die auf dem Festland wachsende
Biomasse. "Rot" und "Blau°' bleiben bestehen,
denn von der Gesamtmenge Kohlendioxid ( CO2 )wird tatsächlich nur
ein Teil in den CO2-Kreislauf einbezogen. Es ist in diesem Schema
ohne Bedeutung, ob das Leben zuerst im Wasser oder auf dem Festland
entstanden ist. Ideale Bedingungen für die "erste Geburt" haben wahrscheinlich im Bereich des
Brackwassers bestanden. Unbestreitbar ist aber, dass zuerst die
Flora und erst danach die Fauna entstanden ist. Nur die Flora ist
zur Photosynthese und damit zur direkten Erzeugung von Biomasse
befähigt.
-
Periode 4
-
In dieser Periode stabilisieren sich
die Verhältnisse
auf der Erde. Es herrschen optimale Wachstums- und Lebensverhältnisse
für alle
Lebensformen auf der Erde. Der Bestand an Biomasse hat damals wahrscheinlich
seinen Höchststand
erreicht. Die klimatischen Verhältnisse
bevorzugten dabei wahrscheinlich die Entwicklung der Flora.
-
Periode 5
-
In diesem Zeitraum wurde die Oberfläche unseres
Planeten völlig "umgestaltet". Gewaltige Erdmassen
wurden in Bewegung gesetzt, schoben sich übereinander oder richteten
sich gegeneinander auf. Es war bei diesen Verschiebungen unvermeidlich, dass
dabei Biomasse unter die Erdmassen geriet, von der Luft abgeschnitten
und unter grossem Druck zusammengepresst wurde. Die Folge davon
war, dass die Biomassen unter dem Einfluss von Hitze und Druck und
dazu noch in Abwesenheit von Sauerstoff chemischen Umsetzungen unterzogen
wurden, die zur Bildung von Kohle und Erdöl (Erdgas) führten. Diese
Umsetzungsprodukte finden sich heute in den entsprechenden Lagerstätten. Sie
werden vom Menschen gefördert
und genutzt. Am Ende der Nutzung stehen in jedem Fall entweder die
Verbrennung oder die Verrottung dieser Produkte zu Kohlendioxyd
und Wasser (und Nebenprodukten wie Aminen, Schwefelverbindungen
u.a). Damit kehren auch diese ursprünglich aus Biomasse entstandenen
fossilen Rohstoffe wieder in den Kreislauf zurück. Es ist die – unbestreitbare – Lehrmeinung,
dass die festen fossilen Rohstoffe (Kohle) auf dem Festland aus
vegetabiler Biomasse entstanden und dass Erdöl aus Biomasse stammt, die
im Wasser gebildet worden sind. Diese These ist für das weitere
Vorgehen sehr wichtig.
-
Die entstandenen fossilen Rohstoffe
sind im Schema als schwarze Flächen
gekennzeichnet, neben "Rot" die Kohle und neben "Blau" das Erdöl.
-
Durch die Bildung der fossilen Rohstoffe
wurden dem Wasser und – wesentlich
folgenschwerer - der
Luft grosse Mengen Kohlendioxid entzogen. Dieser Eingriff in die
Zusammensetzung der Luft hatte gravierende Auswirkungen auf das
Klima an der Erdoberfläche.
Es entstanden die Klimaverhältnisse,
die der Mensch antraf, als er in Erscheinung trat.
-
Periode 6
-
Es ist die kürzeste Zeitperiode in diesem Schema.
In den Perioden 0 bis 5 kommt es auf Zeiträume von einigen hunderttausend
Jahren überhaupt nicht
an.
-
Der Mensch hat es jedoch fertig gebracht,
in der kurzen Zeit seines Wirkens sich sehr deutlich und zugleich
unliebsam bemerkbar zu machen. Er begann damit, fossile Rohstoffe
zu verbrennen. In der Darstellung wird die schwarze Fläche kleiner
und "Rot", das freie Kohlendioxid
in der Luft nimmt zu. Später
begann man auch Erdöl
zu fördern
und letztendlich zu verbrennen. Das entstehende Kohlendioxid entwich
in die Luft und muss demzufolge in "Rot" angelegt
werden. Durch die Verbrennung von Erdöl wird Kohlendioxid in die
Luft entlassen, das zuvor aus dem Wasser entnommen worden ist.
-
Dies hat zur Folge, dass der jetzt
noch gültige
Wert von 0,04 Gew.% Kohlendioxid in der Luft in Zukunft ansteigen
wird. Der Pflanzenwelt kann dies nur recht sein. Unser Klima wird
schwüler
werden und wie die Tierwelt darauf reagieren wird, ist noch nicht
abzusehen. Ein Teil dieses Kohlendioxids kann unter Umständen auch
zurück
ins Wasser gelangen, aber sicher ist das auf keinen Fall.
-
Die schlüssige Folgerung besteht darin,
dass wir auf keinen Fal in grossem Umfang Biomasse verbrennen dürfen, deren
Ausgangskohlendioxid aus dem Wasser und nicht der Luft entstammt.
Das bedeutet Verzicht auf die kritiklose Nutzung der enormen Vorräte von Biomasse,
die in der Tiefe der Gewässer
heranwachsen.
-
Wir erhöhen den Kohlendioxidgehalt
unserer Atemluft nicht nur durch Verbrennungsprozesse, sondern auch
durch die Zerstörung
oder Vernichtung von Pflanzen und Bäumen, deren Belaubung erst
die Photosynthese ermöglicht.
Dazu gehören
grossflächige
Brandrodungen, Überweidungen,
Versalzen von Böden,
usw. Entscheidend für
die Photosynthese ist nicht die Zahl z.B. der Bäume, sondern die Gesamtoberfläche der
Blätter,
an denen Unterseiten die Photosynthe als Oberflächenreaktion abläuft.
-
Die Folgerungen, die sich aus der
Interpretation dieses Schemas ableiten lassen sind einleuchtend.
-
- 1.) Einstellung der Verbrenung von fossilen
Rohstoffe (Kann nicht schlagartig erfolgen, sondern stetig)
- 2.) Vergrössrung
der Flächen,
an denen die Photosynthese stattfinden kann (Renaturierung verlorengegangener
Anbauflächen,
Bodenentsalzung, Verzicht auf Abholzen der Regenwälder, usw.)
- 3.) Einschränkung
der Nutzung von Biomasse, die aus dem Kohlendioxid des Wassers stammt.
Dieser Schluss ist nicht völlig
zwingend, weil Wechsel- und Austauschbeziehungen zwischen den Kohlendioxidkonzentrationen
in Luft und Wasser bestehen.
- 4.) Verringerung der Energiegewinnung durch Verbrennungsprozesse
und Nutzung alternativer Energieformen zu Heizzwecken
- 5.) Nicht Reden und Träumen,
sondern Handeln.
-
Wir können nicht wissen, auf welcher
Linie der Periode 6 im Schema wir uns befinden. Die Umstellung vom
Erdöl auf
synth. Kohlenwasserstoffe kann nicht auf Knopfdruck erfolgen, sondern
dafür werden
Jahrzehnte harter und intensiver Arbeit notwenndig sein. Es ist
keine Zeit zu verlieren, es muss angefangen werden.
-
Kriege um Erdöl sind wenig hilfreich.
-
Die Pflanzenwelt kann durch Photosynthese aus
Wasser, Kohlendioxid und Solarenergie vegetabile Biomasse erzeugen.
Wenn Biomasse abstirbt, verrottet oder verbrannt wird, dann entstehen
wieder Wasser, Kohlendioxid und Energie.
-
Nur Pflanzen sind zur Photosynthese
befähigt.
Die Tierwelt ernährt
sich entweder direkt (Pflanzenfresser) oder indirekt (Fleischfresser)
von der pflanzlichen Biomasse. Mischernährung ist bei Menschen und
anderen Lebewesen möglich.
Die tierische Biomasse zerfällt
nach ihrem Tode in Wasser, Kohlendioxid und Energie. Die Bestandteile
der vegetabilen Biomasse können
deshalb auf direktem Wege oder über
den Umweg der tierischen Biomasse in den Kreislauf zurückkehren.
Im Normalfall handelt es sich um ein perfektes Kreislaufsystem.
-
Dieser Prozess wurde ein Mal von
der Natur unterbrochen. In einer Sonderaktion wurde vegetabile Biomasse
durch Verkohlung zin Kohle überführt und
aus tierischer Biomasse (dem Wasser entstammend) entstand Erdöl. Wir finden
die "fossilen" Rohstoffe, die uns
von der Natur beschert worden sind, in Lagerstätten und räumen sie zu unserer Nutzung
unbeirrt leer. Es handelt sich um abgestorbene Biomasse, die vor
langer Zeit dem Kohlendioxidkreislauf entnommen wurde und die wir
nach ihrer Nutzung wieder in den natürlichen Kreislauf entlassen.
-
Vereinfacht werden diese Vorgänge im Schema
dargestellt.
-
Ausgehend vom oberen "Kasten" geht ein grüner Pfeil
zu "Flora" (Entstehung der
veg.Biomasse), davon führt
ein grüner
Pfeil zu "Fauna" (Entstehung von
animalischer Biomasse). Im Normalfall zerfallen diese Biomassen
in ihre Ausgangsbestandteile und kehren damit wieder in den Kreislauf
zurück. Zwei
grüne Pfeile
führen
zurück
zum oberen Kasten.
-
Als Sonderfall zeigen die roten Pfeile,
dass Kohle durch einen Verkohlungsprozess aus vegetabiler Biomasse
entstanden ist und Erdöl
(Erdgas) durch Umwandlung von animalischer Biomasse. Die roten Pfeile
gehen von Kohle und Erdöl
zum unteren Kasten, in dem "Energie" und "Synthesen" angeführt sind.
Wenn sie verbraucht worden sind (verbrannt worden sind)), kehren
die fossilen Rohstoffe unter unter Abgabe von Energie in Form von
Kohlendioxid und Wasser wieder zurück in den Kreislauf.
-
Erdöl und Erdgas lassen sich einfacher
und vielseitiger nutzen als Kohle. Aus dem Schema ist ersichtlich,
dass die vegetabile Biomasse auch für das Erdöl die Ausgangsbasis ist, denn
die "Fauna" kann sich nur durch
den Verzehr von Pflanzen ernähren. Diese
Verwandschaft wurde vom Menschen erkannt. Vor mehr als 100 Jahren
gelang es Fischer-Tropsch, Bergius, LG.Farben ua diese Zusammenhänge mit chemischen
Methoden industriell nachzuvollziehen. Sie "verflüssigten" Kohle durch Hydrierung zu Kohlenwasserstoffen.
(roter Pfeil von "Kohle" zu in Rot "Synthetische Kohlenwasserstoffe"), die als vollwertige
Austauschstoffe für
das chemisch gleichartige Erdöl
in hundertausenden von Tonnen über
Jahrzehnte hin erzeugt und verwendet wurden.
-
Die Kohlehydrierung hatte natürlich den Nachteil,
dass sie von fossilen Rohstoffen ausging und deshalb nur vorübergehende
Lösung
sein konnte. Insgesamt ist "rot" gekennzeichnet,
was direkt mit dem nicht wiederholbaren Sonderfall der Erdgeschichte
im Zusammenhang steht.
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In "grün" ist der logische
Ausweg aus dem Dilemma dargestellt, der von der Natur vorgezeichnet
ist. Vom "Ausgangskasten" geht es in unveränderter
Form die Biosynthese weiter über
Flora zur Fauna, die normalen Lebensvorgänge bleiben unverändert erhalten.
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Ein Teil der nachwachsenden vegetabilen
Biomasse (Flora) wird abgezweigt und durch Verkohlung in Kohlenstoff überführt. Dieser
Kohlenstoff (grün)
wird etweder direkt als Austauschprodukt für Kohle genutzt oder durch
Hydrierung in "Synthetische
Kohlenwasserstoffe(grün") überführt. Nach
der Nutzung als "Energie" oder "Synthesen" kehren diese Stoffe
wie üblich
in den Kreislauf zurück.
In den Kreislauf kann nicht mehr Kohlendioxid zurückgeführt werden,
als ihm zuvorbei der Bildung nachwachsenden Biomasse entnommen wurde.
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Dieses Verfahren kann deshalb keinen
Anstieg des Kohlendioxidgehaltes in der Luft verursachen.