Bei der Vergasung wird Biomasse durch Pyrolyse oder Teilverbrennung unter Luftmangel in einen gasförmigen Energieträger (Holz-, Brenn-, Prozessgas) umgewandelt. Dafür existieren unterschiedliche Vergasungstechniken.

Bei der Pyrolyse von Biomasse unter Luftabschluss erfolgt das Erhitzen durch eine externe Energiequelle (Wärmerohre oder Wasserdampf). Nach der Pyrolyse wird dem Prozessgas der Dampf durch Kondensation wieder entzogen. Unabhängig von der verwendeten Energiequelle entsteht somit ein Gas mit hohem Heizwert, das hauptsächlich aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid besteht. Die Rückstände bei der Vergasung (Koks) können dem Dampferzeuger als Energiemedium zugeführt werden.

Das produzierte Brenn- oder Prozessgas kann in speziellen Brennern zur Wärmebereitstellung und in Gasmotoren oder -turbinen zur Stromerzeugung bzw. zur kombinierten Wärme- und Strombereitstellung eingesetzt werden.

Folgende Pyrolyseverfahren werden in der Praxis der Biomassevergasung unterschieden:

Festbettvergasung

Bei der Festbettvergasung liegt das in der Regel stückige Brenngut auf einem Gitterrost. Im Gegenstromverfahren wird die Luft durch das Gitterrost und die verbrennende Biomasse (meist Holz) gesaugt. Die darüber liegenden Holzschichten verbrennen nur teilweise und verschwelen zu Holzgas, das am oberen Ende des Ofens abgesaugt wird.

Bei diesem Verfahren kann auch feuchte Biomasse mit einem Wassergehalt von bis zu 50 Prozent verwendet werden. Im Gleichstromverfahren wird die Luft über dem Gitterrost direkt in die heiße Vergasungszone des Ofens zugeführt und unter dem Gitterrost abgesaugt.

Wirbelschichtvergasung

Die Wirbelschichtvergasung findet in einem zylinderförmigen Reaktor statt, dem nur soviel Sauerstoff zugeführt wird, dass die Oxydation des Kohlenstoffs unvollständig bleibt und ein Gas mit brennbaren Anteilen entsteht.

Flugstromvergaser

Für den Einsatz im Flugstromvergaser müssen die Festbrennstoffe staubfein vermahlen sein, damit sie sich in der kurzen Verweilzeit von nur wenigen Sekunden vollständig umsetzen. Wegen der hohen Vergasungstemperaturen von mehr als 1200 °C ist das Prozessgas praktisch teerfrei.

In den drei genannten Vergaseranlagen wird die erforderliche Temperatur durch teilweise Verbrennung der Biomasse erzeugt.

Einsatz in der Praxis

Kommerziell werden gegenwärtig nur wenige Vergasungsanlagen zur Stromerzeugung betrieben. Wegen der realisierbaren hohen Wirkungsgrade bezogen auf die bereitgestellte elektrische Energie und die zu erwartenden geringeren Emissionen im Vergleich zur Stromerzeugung über direkte Biomasseverbrennung wurden in den letzten Jahren erhebliche Forschungsanstrengungen unternommen, diese Technologie großtechnisch verfügbar zu machen.

Probleme gibt es besonders mit der Gasqualität, denn die vergaste Biomasse enthält teilweise erhebliche Anteile an kondensierbaren organischen Stoffen. Die nachgeschaltete Gasturbine bzw. der Gasmotor verlangen jedoch ein weitgehend kondensat- und staubfreies Brenngas, das sicherzustellen einen hohen technischen Aufwand erfordert.