Die Geschichte von GreenPower

Technologieentwicklung

Bis 2003–2004 wurde deutlich, dass traditionelle Holzkohlemeiler die wachsenden Anforderungen an die Stückkohlequalität nicht erfüllen konnten — wie mechanische Dichte und Kohlenstaubmenge. Die Produktion hing stark von der Erfahrung des Bedieners, den Wetterbedingungen und der Meilergröße ab, während Holzkohleabfälle hoch blieben, die Ausbeute niedrig war und die Karbonisierung schwer zu kontrollieren war.

Gleichzeitig standen Produzenten vor konsequenten technischen Einschränkungen:

• ungleichmäßige Karbonisierung mit unterverbrannten und überverbrannten Zonen
• niedrige mechanische Festigkeit und hoher Feinstaubanteil
• Unfähigkeit, kleinformatiges Holz und Holzverarbeitungsrückstände zu verarbeiten
• instabile Produktqualität von Charge zu Charge

Als Reaktion auf diese Herausforderungen initiierte GreenPower 2003 die Entwicklung einer neuen Generation von Karbonisierungsanlagen mit dem Spitznamen „Bezzolnaya“, die sich auf kontrollierte Prozessbedingungen und verbesserte Produktqualität konzentrierte.

Anfang 2004 wurde die erste industrielle Lösung dieses mobilen Typs UP-1 „Bezzolnaya“ eingeführt. Das neue Ofendesign gewährleistete:

•  gleichmäßige Wärmeverteilung und stabile Karbonisierung
• reduzierte Feinstaubbildung und verbesserte mechanische Festigkeit
• die Fähigkeit, eine breite Palette von Rohstoffen zu verarbeiten, einschließlich Holzabfällen
• deutlich niedrigere Emissionen im Vergleich zu traditionellen Öfen

Während der weiteren Entwicklung wurde das ursprüngliche Meilerdesign erheblich verfeinert und verbessert. In den folgenden Jahren führte GreenPower drei verbesserte Versionen der Systeme UP-1, UP-2 und UP-3 „Ugolkov“ ein, die über einen vereinfachten und zuverlässigeren Kohleentlademechanismus verfügten. Zwischen 2004 und 2010 wurden mehr als 300 Einheiten dieses Typs hergestellt und geliefert, was eine starke Marktnachfrage und praktische Effizienz des Designs demonstrierte.

Gleichzeitig arbeiteten diese Systeme noch ohne automatisierte Prozesssteuerung und erfüllten moderne Umweltanforderungen nicht. Der Karbonisierungsprozess blieb stark von der Erfahrung des Bedieners abhängig, mit begrenzter Kontrolle über Emissionen und Prozessstabilität.

Diese Phase zeigte deutlich den Bedarf für den nächsten technologischen Schritt — den Übergang zu automatisierten, umweltkonformen und vollständig kontrollierten Karbonisierungssystemen.

Erstes industrielles Pyrolysekonzept

Im Jahr 2007 begann GreenPower mit der Entwicklung eines grundlegend neuen, umweltfreundlichen Pyrolyseofens — CK „EURO“. Dieses Projekt wurde zur ersten praktischen Umsetzung eines kontrollierten Pyrolysekonzepts basierend auf proprietären ingenieurtechnischen Lösungen. Der Erwärmungsprozess des Rohmaterials von der TROCKNUNG zur PYROLYSE wurde durch kontrollierte Positionierung von Schiebeklappen erreicht, die eine Umleitung des Wärmeträgers und präzise Regulierung der thermischen Bedingungen des Pyrolyseprozesses ermöglichten.

Zum ersten Mal wurde es möglich, die Entwicklung und Verbrennung von Pyrolysegasen zu kontrollieren, was ein stabiles Prozessmanagement ermöglichte und die Qualität des endgültigen Kohlenstoffprodukts erheblich verbesserte.

Diese Entwicklung markierte einen kritischen Schritt hin zu vollständig kontrollierten Pyrolysesystemen und bildete die Grundlage für die weitere Entwicklung von Festbett-Karbonisierungsreaktoren. Anfang 2008 begannen wir mit den Tests von CK „EURO“. Nach zahlreichen Designänderungen als Ergebnis unserer Arbeit erzielten wir ein positives Resultat.

Modulares Design und industrielle Einsatzbereitschaft

In den Jahren 2013–2014 wurde ein Ofen der neuen Generation, CK-3 „EURO“, entwickelt und hergestellt. Das primäre Ziel dieser Entwicklung war es nicht nur, die strukturellen Einschränkungen früherer EURO-Generationen zu beseitigen, sondern auch die Vor-Ort-Montagearbeiten vor der Inbetriebnahme zu minimieren.

Das CK-3-Konzept führte ein modulares, vorgefertigtes Design ein, das es ermöglichte, den größten Teil des Systems in der Fabrik herzustellen und vorzubereiten. Dies reduzierte die Installationszeit erheblich, vereinfachte die Arbeiten vor Ort und minimierte die Abhängigkeit von lokalen Bedingungen und Montagepersonal.

Im Jahr 2015 wurde die erste Serieneinheit CK-3 „EURO-m“ produziert. Während ihres Betriebs wurden weitere Verfeinerungen implementiert, die sich auf die Verbesserung der Zuverlässigkeit, Installationseffizienz und Prozessstabilität unter realen industriellen Bedingungen konzentrierten.

Diese Phase markierte einen Übergang zu standardisierten, industriereifen Systemen mit reduzierter Installationskomplexität und verbesserter Umweltleistung.

EKKO-Ofenentwicklung und EURO-Upgrade

Im Jahr 2016 begann GreenPower mit dem Testen einer neuen Gerätegeneration — dem experimentellen CK-1 EKKO-Ofen am Produktionsstandort Charkiw. Dieses Projekt zielte darauf ab, ein fortschrittlicheres, automatisiertes und umweltkonformes Karbonisierungssystem zu entwickeln. Basierend auf den Ergebnissen dieser Tests wurde eine weitere Evolution der EKKO-Linie eingeführt. Im Jahr 2017 wurden Tests und Entwicklung fortgesetzt, da noch nicht alle ingenieurtechnischen Ziele vollständig erreicht waren. Diese Phase spielte eine kritische Rolle bei der Verfeinerung der technischen Lösungen, die später die Grundlage moderner GreenPower-Ofensysteme bildeten.

Automatisierung und Entwicklung moderner Karbonisierungssysteme

Zwischen 2019 und 2024 konzentrierte sich GreenPower auf die Entwicklung und Optimierung automatisierter Karbonisierungssysteme für die Produktion von Stückkohle und Biokohle.

Dies führte zur Einführung des EKKO-2-Ofens, einer vollautomatischen, umweltkonformen Lösung mit Fernüberwachungs- und Steuerungsmöglichkeiten. Jeder Ofen kann mit dem Internet verbunden werden, was Echtzeitverfolgung von Daten, zentralisierte Überwachung und automatische Reaktion auf Notfallbedingungen ermöglicht. Hohe Effizienz wird durch fortschrittliche Wärmedämmung, schnellen Übergang zum Betriebsmodus und Nutzung interner Prozessenergie erreicht, einschließlich überschüssiger Wärme zur Rohmaterialtrocknung. Das Design minimiert die thermische Trägheit durch Eliminierung unnötiger struktureller Masse und verbessert die Zykluszeit und Energieleistung. Während dieser Zeit fertigte GreenPower mehr als 150 EKKO-2-Öfen.

Parallel dazu wurde die kontinuierliche Karbonisierungstechnologie durch die BIO-KILN-Ofenserie weiterentwickelt, mit vollständiger Automatisierung der Rohmaterialzufuhr, Trennung, Karbonisierung, Kühlung und Austragsprozesse. Das System arbeitet nach dem Wanderbett-Prinzip mit indirekter Erwärmung des Rohmaterials und automatisierter Steuerung, die einen stabilen Betrieb und reduzierte menschliche Beteiligung gewährleistet. Zusätzliche Verbesserungen umfassten die Verwendung feuerfester Materialien und die Nutzung überschüssiger Prozesswärme. Insgesamt wurden während dieser Phase 16 BIO-KILN-Einheiten verschiedener Konfigurationen produziert.

Prozessmethodik von GreenPower

Es gibt keine universelle oder standardmäßige Pyrolysetechnologie, die für alle Arten von Rohmaterialien anwendbar ist. Die industrielle Kohlenstoffproduktion erfordert einen methodischen, rohstoffgesteuerten Ansatz, bei dem das Prozessdesign durch die physikalischen, chemischen und strukturellen Eigenschaften des Materials definiert wird.

GreenPower wendet eine sequenzielle ingenieurtechnische Methodik an:

Rohstoffanalyse → Rohstoffvorbereitung → Auswahl der Karbonisierungstechnologie

 In der ersten Phase werden Schlüsselparameter bewertet, einschließlich Partikelgrößenverteilung, Feuchtigkeitsgehalt, Schüttdichte, Struktur und Verhalten während der thermischen Zersetzung. Diese Parameter bestimmen die erforderliche Vorbereitungsstrategie.

Die Rohstoffvorbereitung wird unter Verwendung einer Kombination von Technologien implementiert, abhängig vom Materialtyp:

1. Größenreduktion:

○ Schneiden und Spalten für die Stückkohleproduktion;

○ Brechen und Sieben für Holzspäne und kleine Fraktionen;

1. Trocknungssysteme

○     Kammertrocknung für Stückholz;

○ Trommeltrocknung für Späne und kleine Fraktionen;

○ Trommel- oder aerodynamische Trocknung für Rohstoffe mit niedriger Schüttdichte

1. Verdichtung für niedrigdichte Materialien: Brikettierung oder Pelletierung
2. Karbonisierungssystem von GreenPower

○ Fixed-Bed Reactors. Dies sind die einfachsten Reaktortypen, bei denen das Rohmaterial auf einem Rost oder in einem Behälter stationär bleibt, während Wärme zugeführt wird. Sie werden typischerweise für Chargenprozesse verwendet und zeichnen sich durch langsame Heizraten aus, was sie eher für die Holzkohleproduktion (langsame Pyrolyse) als für die Produktion von Öl mit hoher Ausbeute geeignet macht.

○ Wanderbett-Vertikalreaktoren. In einem Wanderbett-Vertikalreaktor wird das Rohmaterial von oben zugeführt und bewegt sich durch Schwerkraft als dichte, kontinuierliche Schicht nach unten, während Wärme typischerweise durch einen Gegenstrom heißer Gase indirekt zugeführt wird. Dieses schwerkraftgespeiste Design wird für seine luftfreie thermische Effizienz und Einfachheit hochgeschätzt und macht es ideal für die großmaßstäbliche Verarbeitung grober Materialien wie Holz- oder Bambusspäne, Pellets oder Briketts. Da das Material beim Absinken relativ lange im Reaktor verbleibt, gewährleisten diese Reaktoren einen hohen Konversionsgrad in feste Kohle und Wärmeenergie bei minimaler mechanischer Komplexität.

○ Auger (Screw) Reactors. Schnecken-Reaktoren verwenden eine mechanische Schnecke, um das Rohmaterial durch ein beheiztes zylindrisches Rohr zu bewegen. Sie sind beliebt für kontinuierliche kleinmaßstäbliche Operationen, weil sie präzise Kontrolle über die Verweilzeit des Materials bieten und die Möglichkeit zur Verwendung von Biomasse niedriger Qualität haben.

○  Rotary Kiln Reactors. Dieser Typ besteht aus einem rotierenden zylindrischen Gefäß, das leicht zur Horizontalen geneigt ist. Während sich der Ofen dreht, bewegt sich das Rohmaterial durch die beheizte Zone. These reactors are highly versatile and can handle varied and “dirty” feedstock (like mixed biomass or low quality biomass) because the mechanical rotation ensures constant raw material mixing. Die Kohleausbeute wird niedriger sein als bei anderen Reaktortypen.

NOTIFICATION: Erst nach ordnungsgemäßer Aufbereitung des Rohmaterials wird die Karbonisierungstechnologie ausgewählt. Die Wahl des Reaktortyps und der Prozesskonfiguration basiert auf den erforderlichen Wärmeübertragungsbedingungen, dem Materialverhalten und den Ziel-Kohlenstoffspezifikationen.

Dieser Ansatz gewährleistet kontrollierte Pyrolyse, stabile Prozessbedingungen und vorhersagbare Kohlenstoffqualität, was für industrielle und metallurgische Anwendungen kritisch ist.