Es wurde eine Technologie entwickelt, um den in der Tierhaltung wichtigen Viehdung innerhalb eines Tages schnell in wertvolles, kohlenstoffreiches „schwarzes Gold“ umzuwandeln.
Dr. Yoo Ji-ho und sein Forschungsteam vom Clean Air Research Laboratory des Korea Institute of Energy Research (KIER) haben ein Verfahren entwickelt, das in Tierhaltungsbetrieben Viehmist sofort in Biokohle (Biomasse und Holzkohle) umwandelt. Mit dem vom Forschungsteam entwickelten Verfahren ist es möglich, an einem einzigen Tag 10 Tonnen Viehmist in Pflanzenkohle umzuwandeln.
Im Jahr 2022 betrug die produzierte Menge an Viehmist etwa 50 Millionen Tonnen, wovon 87 % nach längerer Vergärung als Kompost und Flüssigdünger verwendet werden. Allerdings wird bei diesem langen Behandlungsprozess, der mehr als 60 Tage dauern kann, Lachgas (N2O) freigesetzt, ein Treibhausgas, das 300-mal stärker ist als Kohlendioxid.
Darüber hinaus wird auch Ammoniak (NH3) freigesetzt, das ultrafeinen Staub und Gerüche verursacht und landesweit 70 % der Gesamtemissionen ausmacht. Dies hat zu anhaltenden Geruchsbeschwerden geführt und ist für Viehhalter zu einem chronischen Problem geworden.
Biokohle gewinnt als alternative Lösung zur Überwindung dieser Probleme an Bedeutung. Durch die Umwandlung von Viehmist in Pflanzenkohle wird nicht nur der Ausstoß von Lachgas und Ammoniak vollständig verhindert, sondern es wird auch Kohlenstoff aus der Luft absorbiert und kann gebunden werden, was es zu einem praktikablen Mittel zur Erreichung der CO2-Neutralität in der Tierhaltung macht.
Daher hat die Regierung Pflanzenkohle als einen Kerntechnologiebereich für CO2-Neutralität im Viehzuchtsektor ausgewiesen und plant, den Einsatz von Pflanzenkohle auszuweiten und das Güllemanagement in Tierhaltungsbetrieben durch die „Strategie zur Reduzierung von Treibhausgasen und grünem Wachstum im Nutztiersektor 2030“ zu verbessern.
Der Kern des vom Forschungsteam entwickelten Manure To Biochar (MTB)-Verfahrens ist eine Dehydrierungs- und Trocknungstechnologie, die den Feuchtigkeitsgehalt von Viehmist, der über 80 % beträgt, auf weniger als 20 % reduziert.
Das Forschungsteam hat erfolgreich ein integriertes System entworfen und gebaut, das den Trocknungsprozess des KIER, den Dehydrierungsprozess des Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM), den Vorbehandlungsprozess von DULI TECH Co., Ltd. und die Pyrolyse kombiniert Technologie von YOUGI IND Co., Ltd., um eine optimale Leistung zu erzielen. Dadurch kann der Gesamtenergieverbrauch im Vergleich zum herkömmlichen Drehrohrofenverfahren deutlich auf weniger als ein Zehntel gesenkt werden.
Der Prozess beginnt mit einem vom KIMM entwickelten Schrauben-Fest-Flüssigkeits-Abscheider. Dieser Separator reduziert den Feuchtigkeitsgehalt im Viehmist, der über 80 % beträgt, auf weniger als 60 %. Der Energieverbrauch in diesem Schritt wird auf 1 % des Energieverbrauchs herkömmlicher wärmebasierter Prozesse wie dem Drehrohrofenverfahren (horizontal, zylindrisch) minimiert. Die abgetrennten Mistbrocken werden dann durch einen von DULI TECH Co., Ltd. entwickelten dreistufigen Messerbrecher fein auf eine Größe von weniger als 1 cm zerkleinert.
Dieser Prozess wurde an einem Pilotstandort im Cheongyang County, Chungnam, demonstriert, der 10 Tonnen Viehmist pro Tag verarbeiten kann. Das Forschungsteam hat 100 Betriebsstunden des Prozesses erfolgreich abgeschlossen und damit seine wirtschaftliche Machbarkeit bewiesen. Insbesondere das vom KIER entwickelte F-COMB-Trocknungsgerät ist hinsichtlich Energieeffizienz, Produktionskosten und Komfort äußerst wettbewerbsfähig.
Es gibt Pläne, die Produktion auf mehr als 100 Tonnen pro Tag zu steigern, um sowohl die Inlandsnachfrage als auch die internationale Nachfrage aus China, Australien und Indonesien zu decken, die auf eine umweltfreundliche Abfallbewirtschaftung und Recycling drängen.
Der Großteil des Viehdungs in Korea wird kompostiert, und es mangelt an Maßnahmen zur Reduzierung der Treibhausgase und ultrafeinen Staubpartikel, die bei diesem Prozess freigesetzt werden. Bei dem von uns entwickelten Verfahren handelt es sich um ein kostengünstiges, hocheffizientes Verfahren, das Viehmist sofort vor Ort in Pflanzenkohle umwandeln kann und als Schlüsseltechnologie zur Vermeidung von Umweltproblemen im Viehsektor und der Emission von Treibhausgasen dient.