Projekthintergrund

HYVOLUTION ist ein "Integriertes Projekt" im 6. Rahmenprogramm der Europäischen Union (Contr.-Nr. 019825-(SES6). Start war Jänner 2006. Projektdauer fünf Jahre.
Wasserstoff ist ein potentiell wichtiger Energieträger der Zukunft. Der wesentliche Vorteil gegenüber anderen Energieträgern ist, dass die im Wasserstoff chemisch gebundene Energie ohne Emission von Kohlendioxid in elektrische oder thermische Energie konvertiert werden kann. Um die zukünftige Wasserstoffwirtschaft  nachhaltig zu gestalten, müssen erneuerbare statt fossile Rohstoffe für die Wasserstofferzeugung herangezogen werden. 

Projektziel

Das Ziel ist die Entwicklung eines Entwurfs für einen industriellen Bioprozess zur dezentralen Herstellung von Wasserstoff in Kleinanlagen aus lokal produzierter Biomasse. Das neue Verfahren in HYVOLUTION soll es ermöglichen, 10 bis 25 Prozent des Bedarfs der Europäischen Union an Wasserstoff zur Produktion von Strom oder zur Verwendung als Treibstoff bei Kosten von etwa 10 Euro/GJ bereitzustellen. 

Projektinhalt

Das Konzept von HYVOLUTION basiert auf einem kombinierten 2-stufigen Bio-Prozess, um höchste Effizienz hinsichtlich Wasserstoffproduktion zu gewährleisten.
Am Anfang der Prozesskette steht die Vorbehandlung der Biomasse um optimal geeignete Substrate für die Fermentation bereitzustellen. Der folgende Bioprozess besteht aus einem thermophilen Schritt, in dem Wasserstoff, CO2 und organische Säuren entstehen, gefolgt von einer photoheterotrophen Fermentation, in der diese Zwischenprodukte ebenfalls zu Wasserstoff und CO2 umgewandelt werden. So soll ein Wirkungsgrad von 75 Prozent (9 mol Wasserstoff je mol Hexose) erreicht werden. Der Bioprozess wird hinsichtlich Ausbeute, sowie Wasserstoffproduktivität optimiert. Es werden verschiedene Reaktortypen untersucht und damit die optimale Bauform und deren Geometrie ermittelt. Des Weiteren umfasst das Projekt die Entwicklung eines effizienten Verfahrens zur Gasaufbereitung für kleine Gasvolumenströme. Der Gesamtprozess und die Produktionskosten werden durch Modellierung und Simulation der einzelnen Grundoperationen des Prozesses, zusammen mit einer innovativen System Integration sowie der Kombination von Massen-, Energie- und Exergiebilanz optimiert. Schließlich wird der Einfluss auf Umwelt und Gesellschaft in sozioökonomischen Analysen und Ökobilanzen untersucht.

Stand der Technik

Derzeit gibt es im wesentlichen 2 verschiedene Strategien für die Erzeugung von Wasserstoff aus Biomasse: thermische Prozesse wie Vergasung oder Pyrolyse und nicht–thermische, fermentative Prozesse. Nicht-thermische Prozesse haben den spezifischen Vorteil, dass Biomasse mit hohem Wassergehalt sehr effizient zu reinem Wasserstoff umgewandelt werden kann. Weiters sind keine großen Maßstäbe dieser Anlagen notwendig, um Wirtschaftlichkeit zu erreichen.