Verfahrenstechnik 7/2025 mit Umwelttechnik

WIE ABFALL

WIE ABFALL ZURENERGIEQUELLE WIRD01 PatentierteMIHG-Technologieermöglicht dieHerstellung nachhaltigerEnergieprodukteund die Reduzierungvon DeponienUMWELTTECHNIKMüll gehört zu den größten Problemen unsererZeit. Allein in der Prozessindustrie entstehenjährlich mehrere Millionen Tonnen nichtwiederverwertbarer Abfall, der auf riesigenDeponien gelagert wird – ein wesentlicherTreiber der Umweltverschmutzung, der zudemfünf Prozent der weltweiten Kohlenstoffemissionenverursacht. Doch was wäre, wennes eine Möglichkeit gäbe, Abfall in erneuerbareEnergien und Wasserstoff umzuwandeln?Genau dieses Ziel verfolgt Wildfire Energy. Fürdie präzise Überwachung kritischer Prozessparameterder komplexen Anlagentechnik setztdas Start-up auf die Messtechnik-Expertise vonEndress+Hauser.Angesichts der wachsenden Nachfrage nach kosteneffizienterWasserstofferzeugung bei gleichzeitig reduziertenTreibhausgasemissionen hat das australische Cleantech-UnternehmenWildfire Energy ein innovativesAnlagendesign entwickelt. Basierend auf dem bewährten Vergasungsprozessbei über 800 °C unterscheidet sich diese Technologiegrundlegend von herkömmlichen Verfahren und setzt neueMaßstäbe in der Branche.TECHNOLOGIE FÜR MEHR RESSOURCEN-EFFIZIENZBei der horizontalen Vergasung mit beweglicher Injektion(Moving Injection Horizontal Gasification, MIHG) injiziert dasVerfahren den Sauerstoff horizontal unter die Abfallschicht,wodurch der Abfall besonders effizient in erneuerbares Synthesegasund Wasserstoff umgewandelt wird.In einem nachgelagerten Prozess reinigen und separierenspezielle Verfahren den Wasserstoff, sodass er für verschiedeneAnwendungen nutzbar wird. Einerseits kann der gewonneneWasserstoff direkt als emissionsfreier Energieträger für Brennstoffzellenzum Einsatz kommen, beispielsweise im Verkehrssektoroder zur dezentralen Energieversorgung. Andererseitsbietet sich die Nutzung in industriellen Prozessen an, etwa in derStahl- und Chemieindustrie, wo grüner Wasserstoff fossileBrennstoffe ersetzt. Alternativ lässt sich das erzeugte Synthesegasdirekt in Turbinen oder Motoren einsetzen, um Strom zu erzeugen– ein entscheidender Vorteil für Regionen mit begrenztemZugang zu erneuerbaren Energien. Mit ihrem Ansatz strebtWildfire Energy einen günstigen Wasserstoffpreis von 2 USD/kgan und schafft damit die Voraussetzungen für eine breite Anwendungdes MIHG-Verfahrens.HÖHERE GESAMTEFFIZIENZ, SKALIERBAREANLAGENTECHNIKDas MIHG-Verfahren bietet eine Vielzahl von Vorteilen, die esvon herkömmlichen Vergasungstechnologien unterscheidet.Erstens ermöglicht MIHG die Verarbeitung heterogener Abfälle,ohne eine aufwendige und kostspielige Vorbehandlung. Währendandere Verfahren Abfälle oft erst sortieren und zerkleinernmüssen, verwertet MIHG unterschiedlich zusammengesetzteMaterialien direkt. Dies spart nicht nur Kosten, sondern reduziertauch den Energieaufwand in der Vorbereitungsphase und machtden Prozess insgesamt effizienter.Zweitens zeichnet sich das MIHG-Verfahren durch eine hoheEnergieausbeute aus, wenn es darum geht, Abfälle in nutzbareEnergieträger zu verwandeln. So lassen sich beispielsweise etwa42 Kilogramm Wasserstoff pro Tonne Einsatzmaterial (bei einemgemischten Abfall mit einem Heizwert von 12 MJ/kg) erzeugen.Diese hohe Effizienz ist ein wesentlicher Faktor, um die Wasserstoffproduktionwirtschaftlich attraktiv zu gestalten und den Rohstoffabfallbestmöglich zu verwerten.Zusätzlich können die im erzeugten Synthesegas enthaltenenFraktionen von Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) flexi-Jens Hundrieser, Regional Industry Manager Europe Power & Energybei Endress+HauserS6 SUPPLEMENT 2025

bel weiterverarbeitet werden. Neben der direkten Nutzung alsBrennstoff besteht die Möglichkeit, diese Komponenten zurHerstellung synthetischer Kraftstoffe, wie Methanol oder Ethanol,zu verwenden. Diese vielseitige Verwertungsmöglichkeitmacht das MIHG-Verfahren besonders interessant für einenachhaltige Kreislaufwirtschaft und die Dekarbonisierung verschiedenerIndustriezweige.Dank eines modularen Aufbaus dürfte das MIHG-Verfahrenauch die Möglichkeit kleiner, flexibler Anlagen eröffnen – einwichtiger Faktor, um das Verfahren wettbewerbsfähig gegenüberder herkömmlichen Abfallverbrennung zu machen, die heutemeist in Großanlagen weitab von städtischen Zentren erfolgt.Dies ermöglicht kurze Transportwege von der Erzeugung bis zurVerwertung des Abfalls und eine entsprechende CO 2 -Reduzierungbeim Transport.MESSTECHNIK ALS WICHTIGER HEBELFÜR DIE TECHNOLOGIEDie Umsetzung des MIHG-Verfahrens bringt jedoch verschiedenetechnische Herausforderungen mit sich, insbesondere imHinblick auf die präzise Überwachung der komplexen Abläufeinnerhalb der Anlage. Um eine stabile und effiziente Abfallumwandlungzu gewährleisten, braucht es Sensoren, die kontinuierlichdie Druckverhältnisse erfassen und eine präzise Prozesssteuerungermöglichen. Temperaturfühler sind essenziell, umdie Hitzeentwicklung zu überwachen, da sie direkt die Effizienzdes Verfahrens beeinflusst. Gleichzeitig messen Durchflussmesserden Gasstrom, sodass die entstehenden Gase optimalgenutzt und gezielt reguliert werden können. Damit die Materialzufuhrreibungslos funktioniert und Prozessstörungen vermiedenwerden, sind zuverlässige Füllstandssensoren erforderlich.Eine enge Zusammenarbeit mit erfahrenen Partnern stellt sicher,dass diese Mess- und Steuerungssysteme optimal aufeinanderabgestimmt sind und der Gesamtprozess effizient abläuft.Für die Entwicklung der Pilotanlage arbeitet Wildfire Energydeshalb eng mit Endress+Hauser zusammen. Durch den lokalenSupport konnten im ersten Schritt die spezifischen Messanforderungendetailliert analysiert und geeignete Messinstrumente ausgewähltwerden, die sowohl den komplexen Prozessbedingungenals auch den projektspezifischen Anforderungen gerecht werden.Ein besonderer Fokus lag auf der Überwachung der Reaktorleistungbei niedrigem Druck. Hier kam der Cerabar PMC51B02 Mit Hilfe vonzuverlässigen Prozessmessgerätenzeigt diePilotanlage, dass dieProduktion von Wasserstoffund Synthesegas ausBiomasse und Restmüllmöglich istDruckmessumformer zum Einsatz, der auch unter diesen Bedingungenzuverlässige Messergebnisse liefert. Die Durchflussmessungwurde mit zwei unterschiedlichen Technologien realisiert:Das Vortex-Durchflussmessgerät Prowirl D 200 eignet sichspeziell für Dampf- und Gasströme, während das Coriolis-DurchflussmessgerätPromass E 200 eine hochpräzise Massenstrommessungermöglicht. Ergänzt wird das System durch den iTHERMModuLine TM111 Temperaturmessumformer, der auch unteranspruchsvollen Betriebsbedingungen stabile und zuverlässigeTemperaturwerte liefert.Die energetische Nutzung von Abfall markiert damit einenParadigmenwechsel: Sie rückt nicht nur das Kreislaufdenkenstärker ins Zentrum industrieller Wertschöpfung, sondernerschließt auch bislang ungenutzte Potenziale für eine dezentrale,resilientere Energieversorgung. Technologien wie das MIHG-Verfahren zeigen, dass Klimaschutz, Rohstoffeffizienz und wirtschaftlicheSkalierbarkeit keine Gegensätze mehr sein müssen –sondern sich im besten Fall gegenseitig verstärken.Bilder: stock.adobe.com – Fotoimpressionen, Endress+Hauser, echolotwww.endress.comSUPPLEMENT 2025S7