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Wachse aus Biogas

Alternative Nutzung von Biogasanlagen

| Redakteur: Tobias Hüser

Synthese hochwertiger Biowachse aus Biogas im Labormaßstab. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts des Fraunhofer IKTS mit vier Unternehmen aus Sachsen und der Technischen Universität Bergakademie Freiberg soll nun die Produktion von Biowachsen an einer Biogasanlage demonstriert und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet werden.
Synthese hochwertiger Biowachse aus Biogas im Labormaßstab. Im Rahmen eines Kooperationsprojekts des Fraunhofer IKTS mit vier Unternehmen aus Sachsen und der Technischen Universität Bergakademie Freiberg soll nun die Produktion von Biowachsen an einer Biogasanlage demonstriert und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit bewertet werden. (Bild: Fraunhofer IKTS)

Biogas wird bislang verstromt oder in Biomethan umgewandelt und in die entsprechenden Netze eingespeist. Da die Einspeisevergütungen stark von den förderpolitischen Rahmenbedingungen abhängen, könnte die zusätzliche Herstellung von Biowachsen aus Biogas eine förderunabhängige Perspektive für den wirtschaftlichen Betrieb von Biogasanlagen sein. Ein im Januar 2017 gestartetes Kooperationsprojekt zielt darauf ab, die Produktion von Biowachsen an einer Biogasanlage zu demonstrieren.

Dresden – Aktuell werden in Deutschland über 8000 Biogasanlagen betrieben. Die höheren Kosten, die für die Bereitstellung elektrischer Energie aus Biogas im Vergleich zu fossilen Energieträgern entstehen, werden nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) über eine Einspeisevergütung ausgeglichen. Diese Rahmenbedingungen haben in den letzten 20 Jahren zu einem deutlichen Zuwachs an Biogasanlagen geführt. Deren Wirtschaftlichkeit ist jedoch eng an die Einspeisevergütung gekoppelt. Eine Reduzierung dieser, wie sie in einer Novellierung des EEG vorgesehen ist, bedroht damit die Existenz zahlreicher bestehender Biogasanlagen.

Ansätze für eine förderunabhängige Wirtschaftlichkeit sind damit sowohl für Biogasanlagenbauer als auch für Betreiber von großer Bedeutung. „Ein mögliches Konzept ist die alternative Nutzung des Biogases zur Herstellung hochwertiger chemischer Produkte“, erklärt Erik Reichelt, Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS. „Die Umsetzung von Biogas zu Biowachsen stellt dabei eine aussichtsreiche Zukunftsoption für bestehende Anlagen dar“, führt Reichelt fort.

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Biogas besteht aus Methan und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid ist bislang ein nicht nutzbares Abfallprodukt. Doch das kann man ändern, indem das im Biogas enthaltene Kohlenstoffdioxid zur Synthese von Wachsen genutzt wird. Zunächst wird Synthesegas erzeugt. Das geschieht – katalytisch unterstützt und bei sehr hohen Temperaturen – in einem Biogasreformer. Anschließend wird daraus über eine Fischer-Tropsch-Synthese das hochwertige Wachs synthetisiert – und das in Bioqualität.

Nutzung von Biowachsen in Kosmetikprodukten und als Schmierstoff

Diese Wachse sind aufgrund ihrer Reinheit insbesondere für die Kosmetikindustrie geeignet. Die meisten handelsüblichen Cremes basieren auf Erdölderivaten, die in einigen Fällen Unverträglichkeiten auslösen können. Biowachse hingegen sind weitaus verträglicher, da sie keine Verunreinigungen enthalten. Daher eröffnen Biowachse vor allem in der Naturkosmetikbranche lukrative Anwendungsmöglichkeiten.

Darüber hinaus sind Biowachse auch als Schmierstoffe einsetzbar. Die Reinheit der Wachse garantiert stets eine definierte Produktzusammensetzung und somit verlässliche Eigenschaften, die mit erdölbasierten Schmierstoffen nicht vollumfänglich erreichbar sind. Und Produktqualität ist ein wichtiges Kaufkriterium. Zudem bietet auch in dieser Branche ein Biosiegel einen deutlichen Wettbewerbsvorteil.

Praxistest des Biowachsverfahrens und Prüfung der Wirtschaftlichkeit

Im Rahmen des dreijährigen SAB-Projekts, das aus EFRE-Mitteln gefördert wird, soll dieser aussichtsreiche Verfahrensansatz nun umfassender betrachtet werden. Im Fokus stehen insbesondere der Aufbau und der Betrieb einer Demonstrationsanlage zur Wachsherstellung an einer Biogasanlage. Auf Basis der erhaltenen Prozessdaten kann so abschließend die Wirtschaftlichkeit des Konzepts bewertet werden.

In dem sächsischen Verbundvorhaben arbeiten verschiedene Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen zusammen. So befasst sich DBI Gas- und Umwelttechnik mit der Entwicklung des Reformers. Dieser bildet zusammen mit dem am Fraunhofer IKTS entwickelten Fischer-Tropsch-Reaktor, für den die TU Bergakademie Freiberg neue Katalysatoren entwickelt, die Grundlage der Gesamtanlage. Diese Anlage wird von Advanced Machinery & Technology Chemnitz geplant und aufgebaut. Die Firma Ökotec Anlagenbau, an deren Biogasanlage die Demonstration des Prozesses erfolgen soll, stellt dabei ihr Know-how im Bereich Biogas zur Verfügung und wird die Anlage betreiben. Das Unternehmen Sunfire übernimmt die wirtschaftliche Bewertung des Gesamtkonzepts.

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