Bioethanol und Biodiesel – die Treibstoffe der Bioökonomie

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Bioraffinerien der zweiten Generation: Reststoffe als Substrat

In diesem Fall wird als Substrat das eingesetzt, was als Reststoff bleibt, wenn der wertvolle Teil der Ernte schon anderweitig genutzt wurde. Forstabfälle wie Äste und Zweige zum Beispiel, die übrig bleiben, wenn der Baumstamm auf dem Weg ins Sägewerk ist, oder Stroh nach der Weizen- und Gerstenernte.

Diese holzigen Reststoffe bergen eine technologische Herausforderung. Im Gegensatz zu Mais oder Weizen, die hauptsächlich aus Stärke bestehen, enthält Stroh sehr viel Zellulose. Für die Hefen, die den Ausgangsstoff zu Alkohol vergären, ist Zellulose sehr viel schwieriger zu verarbeiten als Stärke. Ein zusätzlicher Schritt ist nötig, um die Zellulose mit Hilfe von Enzymen in ihre Zuckerbausteine zu zerlegen. Diese Verzuckerung im industriellen Maßstab darzustellen, war ein technologischer Durchbruch und geht nun in die großtechnische Anwendung.

Wachstumsmarkt Zellulose-Ethanol

In Deutschland steckt die Herstellung von Zellulose-Ethanol noch in den Kinderschuhen. Clariant betreibt in Straubing eine Demonstrationsanlage mit einer Jahreskapazität von 1,2 Millionen Litern. Seit 2013 wurden weltweit mehrere Großanlagen in Betrieb genommen: Beta Renewables wird 75 Millionen Liter pro Jahr im italienischen Crescentino produzieren und DSM die gleiche Menge in Emmetsburg in den USA.

Abengoa plant 95 Millionen Liter pro Jahr in Hugoton in den USA und Dupont 113 Millionen Liter pro Jahr in Nevada. In Brasilien betreibt Raizen seine 83 Millionen Liter/Jahr-Anlage in Piricicaba mit Zuckerrohr-Stroh. Granbio hat für seine 79 Millionen Liter/Jahr-Anlage im brasilianischen Alagoas State ein spezielles „Energierohr” (energycane) entwickelt, das auf ausgelaugtem Weideland angebaut werden kann und nicht mit Zuckerrohr um Anbauflächen konkurriert.

Erst Kraftstoff, dann Rohstoff

Man sollte nicht vergessen, dass man mit Ethanol noch mehr machen kann als es im Fahrzeugmotor zu verbrennen. Auch wenn es nicht auf der Liste der 12 Plattformchemikalien steht, die 2004 zu „Topmolekülen“ nominiert wurden, ist Ethanol ein wichtiges Basismolekül für viele biobasierte Wertschöpfungsketten. Ethylacetat und Ethylacrylat sind daraus ebenso zugänglich wie Butanol, Isobuten und Butadien.

Zwar sind momentan eine Reihe von Großprojekten zur Herstellung von biobasiertem Polyethylen oder Ethylenglykol aus Bioethanol gestoppt, weil derzeit billiges Schiefergas-Ethan preislich nicht zu schlagen ist, doch generell gilt: Am Ethanol als Zwischenprodukt führt in einer biobasierten Wirtschaft kaum ein Weg vorbei.

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