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Bio-Sprit aus dem Wald

Aus nicht verwendeten organischen Abfällen lässt sich Bio-Sprit gewinnen. Eine Technologie dafür haben Forscher im EU-Projekt Biogo entwickelt.

 (Bild: Fraunhofer-Institut für) [1]

(Bild: Fraunhofer-Institut für)

Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM haben eine Technologie zur Erzeugung eines ökologisch unbedenklichen Bio-Sprits entwickelt. Neben dem Fraunhofer-Institut sind noch zwölf weitere Forschungsgruppen aus sieben Ländern am Projekt mit dem Namen Biogo beteiligt.

Zutaten aus dem Wald

Die Zutaten für den neuen Treibstoff kommen aus dem Wald: „Holzabfälle und Baumrinden sind europaweit in großen Mengen verfügbar, werden bisher aber kaum genutzt. Das macht sie zu einem idealen Rohstoff – man muss sie nicht extra anbauen und tritt daher auch nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion“, erklärt Projektkoordinator Prof. Gunther Kolb vom Fraunhofer IMM. Die Nutzung der Holzabfälle sei zudem klimaneutral: Verwandelt man sie in einen Treibstoff und verbrennt diesen, so wird nur Kohlendioxid freigesetzt, das die Bäume der Atmosphäre zuvor beim Wachsen entzogen haben. Es gelangen daher keine zusätzlichen Treibhausgase in die Atmosphäre. Und dann kann der Treibstoff aus Holzabfällen überall hergestellt werden, wo Bäume wachsen. Dafür wurde eine mobile Produktionseinheit entwickelt, die in Containern untergebracht, und dort installiert werden kann, wo sie benötigt wird.

Mobile Produktionseinheiten

Der Prototyp einer solchen Anlage befindet sich am Fraunhofer-Institut: In dem Container werden Abfallprodukte der Holzindustrie in hochwertiges Benzin verwandelt. „Ziel des Biogo-Projekts war es, eine Anlage zu entwickeln, die sich in einen 40-Fuß-Container mit den Standardmaßen 12 mal 3 mal 3 Metern unterbringen lässt, der alle Verfahrens- und Prozessschritte beinhaltet“, erläutert Kolb. „Gleichzeitig sollte das Herstellungsverfahren möglichst ökologisch und ressourcenschonend sein.“

Kein unterschied zu Normalbenzin

In einer ersten Prozessstufe, die von dem italienischen Unternehmen Spike Renewables entwickelt wurde, erhitzt man die Holzreste, bis sich ein dunkles, zähflüssiges Pyrolyseöl bildet. Dieses lässt sich in der mobilen Anlage weiterverarbeiten. Die Reaktionskammern dafür, die Mikroreaktoren, haben die Forschenden am Fraunhofer-Institut in Mainz entwickelt. Der erste Reaktor verwandelt das Pyrolyseöl unter Zufuhr von Wärme, Luft und Wasserdampf in Synthesegas. Aus dem wird im zweiten Schritt Methanol gewonnen. Entzieht man diesem den Sauerstoff, entsteht synthetisches Benzin. „Die Herausforderung lag darin, den Prozess so zu optimieren, dass am Ende ein Treibstoff herauskommt, der sich chemisch nicht von Normalbenzin unterscheidet“, berichtet Kolb.

Katalysatoren notwendig Um die chemischen Abläufe zu beschleunigen, werden Katalysatoren benötigt. Für deren Herstellung braucht man bisher große Mengen Edelmetall und seltene Erden. Im Biogo-Projekt haben die Wissenschaftler der Firma Teer Coatings eine Methode entwickelt, mit der sich winzige Cluster von katalytisch aktiven Substanzen auf Oberflächen aufbringen lassen. Auf diese Weise entstehen leistungsfähige und ressourcenschonende Nanokatalysatoren. Bis zu 1000 Liter am Tag

Der letzte Schritt bei der Entwicklung der mobilen Produktionsanlage bestand darin, die gesamte Technik in einen Container zu integrieren, der alle Anforderungen an Sicherheit und Brandschutz erfüllt. Das Knowhow für den Bau der Anlage steuerten Fraunhofer-Forschende und der Partner Microinnova Engineering aus Österreich bei. Die Containertechnik, EcoTrainer@, stammt von der Firma Evonik. Der Prototyp ist bereits so konzipiert, dass auch größere Reaktoren darin Platz finden. In den nächsten Jahren wollen die Biogo-Teams die Anlage weiterentwickeln. Ziel ist es, bis zu 1000 Liter Ökotreibstoff am Tag zu produzieren.

Rahmenbedingungen müssen stimmen

Ob es zukünftig Benzin aus einem Container am Wald geben wird, hänge von den politischen Rahmenbedingungen ab, so Kolb. „Bei den derzeitigen Ölpreisen ist die neue Technik nicht konkurrenzfähig. Entscheidend wird sein, ob wir in Europa wirklich von den fossilen Rohstoffen wegkommen möchten und dafür bereit sind, Ökotreibstoffe von der Steuer zu befreien oder ihre Herstellung zu subventionieren.“

Nutzen für andere Anwendungen

Das Knowhow für die Gewinnung von nachhaltigem Treibstoff ist vorhanden. Da der Holz-Sprit dieselben chemischen Eigenschaften hat wie klassisches Benzin, kann man ihn zumischen oder nach und nach komplett auf den neuen Rohstoff umsteigen. Bis es so weit ist, möchten das Mainzer Forscherteam die dezentral und flexibel einsetzbaren Container auch für andere Anwendungen nutzen: Das Prinzip der Mini-Fabrik ist etwa für die chemische und die petrochemische Industrie hochinteressant. So könnten Chemieunternehmen Container nutzen, um ihre Prozesse zu flexibilisieren und schneller auf Kundenwünsche zu reagieren.