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Erneuerbare Energien

Biorohöl für die Chemie

| Autor/ Redakteur: Gabriele Rzepka / Anke Geipel-Kern

Exportschlager, Prozess mit globaler Bedeutung, neue Dimension des Klimaschutzes – nur Träume, oder eine realistische Vision? Die Entwickler des Bioliq-Verfahrens sind sicher, dass sie mehr als nur einer verführerischen Idee folgen. Das Verfahren wird Designer Fuels mit hoher Qualität erzeugen und könnte auch für die Chemiebranche interessant werden. Das Biorohöl ist nämlich auch als Chemierohstoff geeignet.

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Hier entsteht das Biorohöl: Die Pilotanlage für die erste Stufe des Bioliq-Verfahrens steht bereits. Bilder: FZ Karlsruhe
Hier entsteht das Biorohöl: Die Pilotanlage für die erste Stufe des Bioliq-Verfahrens steht bereits. Bilder: FZ Karlsruhe
( Archiv: Vogel Business Media )

„Wir erzeugen Designer Fuels, die qualitativ weit oberhalb der heute verfügbaren Treibstoffe liegen werden“, Dr. Peter Fritz, Mitglied des Vorstandes des Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) ist bereits jetzt überzeugter Verfechter des neuen Verfahrens. Anlass derartigen Enthusiasmus: Die Einweihung der ersten Stufe der Pilotanlage des Bioliq-Verfahrens am FZK am 20. Juni. Ende 2005 hat das FZK gemeinsam mit Lurgi und Geldern der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) mit dem Bau auf dem Gelände des Forschungszentrums begonnen. Jetzt kann die erste Stufe in Betrieb gehen. „Bis zum Herbst dieses Jahres werden wir hier Biorohöl produzieren und die Anlage noch bis zum Ende des Jahres zur Marktreife führen“, prognostiziert Dr. Stephan Reimelt, Mitglied des Vorstandes bei Lurgi. Die weiteren Verfahrensschritte, bei denen über die Methanolroute aus dem Treibstoff entsteht, sollen bis Ende 2008 in Karlsruhe in Betrieb sein. „Bis Mitte oder Ende 2009 gehen wir in die Realisierung von Synfuel-Raffinerien im Großanlagenmaßstab“, lautet die optimistische Einschätzung von Reimelt.

Wertschöpfung auf dem Land

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Der Reiz des neuen Verfahrens liegt in der Vielfältigkeit. Nutzen die Biotreibstoffe der ersten Generation nur Teile einer Pflanze, nämlich das Öl ihrer Früchte, verwendet das Bioliq-Verfahren die gesamte Pflanze. Ein breites Spektrum an Biomasse, einschließlich Reststoffen aus der Landwirtschaft, setzt die neue Technologie als Rohstoff ein. Das nimmt der Diskussion, ob die Landwirte Nahrungsmittel oder Energiepflanzen anbauen sollen, viel von ihrer Schärfe. Denn der oft kritisierte Wettbewerb zur Nahrungsmittelproduktion entfällt, wenn die Biomasse aus landwirtschaftlichen Reststoffen stammt.

Die erste Stufe des Prozesses trägt der Tatsache Rechnung, dass Biomasse wie Stroh, Heu, Restholz, Baumschnitte, Rinde dezentral anfällt. Der Energieinhalt dieser Biomasse ist sehr gering. Um eine Tonne Biotreibstoff zu erzeugen, müssen sieben Tonnen Biomasse zur Verfügung stehen. Das impliziert enorme Transportkosten quer durch die Lande, um den Rohstoff an den Ort seiner Verarbeitung zu bringen. Aus diesem Grund hat das Team aus FZK und Lurgi als ersten Schritt eine Schnellpyrolyse gesetzt. In diesem Produk-tionsabschnitt entsteht aus Stroh oder anderen Restsstoffen, ein transportfähiges flüssiges Zwischenprodukt mit einer 13-fach höheren Energiedichte. Dieses Zwischenprodukt lässt sich ohne großen logistischen Aufwand in Tankwagen von dezentralen kleinen Anlagen zu Raffinerien fahren. „Der Landwirt wird zum Energiewirt. Er kann die Umwandlung seiner Biomasse in Biorohöl innerhalb seiner landwirtschaftlichen Strukturen vornehmen. Damit bleibt dieser wichtige Schritt der Wertschöpfungskette vor Ort“, konkretisiert Reimelt.

Stroh zu Gold

Wie wird nun aber aus Stroh Gold, oder besser: das Bio-Syncrude? Hierzu bereitet eine Zerkleinerungsanlage die Biomasse auf. Sie häckselt sie in kleine Stücke. Die zerkleinerte Biomasse gelangt gemeinsam mit aufgeheiztem Sand in den Pyrolysereaktor. Dieser Doppelschnecken-Mischreaktor bringt den Wärmeträger Sand und die Biomasse in intensiven Kontakt, sodass sich diese bei Temperaturen von etwa 500 °C zu Pyrolyseöl und Pyrolysekoks umsetzt. Diese beiden Komponenten werden zu einer flüssigen Suspension gemischt, dem Bio-Syncrude. Die Pilotanlage verarbeitet 500 Kilogramm Biomasse pro Stunde. Nach dem Versuchsbetrieb ist ein Scaleup auf 50 Tonnen pro Stunde geplant. Das gewonnene Biorohöl ist auch ohne weitere Verarbeitungsschritte bereits thermisch oder in Schwerdieselmotoren verwendbar.

Exportschlager für den Anlagenbau

Zurzeit endet der Prozess an dieser Stelle. Aber das wird nach dem Willen der Partner Lurgi und FZK nicht lange so bleiben: „Wir haben heute Vormittag bereits einen weiteren Kooperationsvertrag unterzeichnet, sodass wir mit den nächsten Verfahrensstufen jetzt beginnen können“, bestätigen Reimelt und Fritz übereinstimmend. Geplant ist jetzt die Verarbeitung des Bio-Syncrude in einem speziellen Flugstromvergaser zu einem teerfreien Synthesegas. Bei Temperaturen von 1200 °C und Drücken bis zu 80 bar entsteht aus dem Bioöl eine Mischung aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid. Das Synthesegas gelangt direkt in eine nachgeschaltete Synthesestufe, ohne Zwischenkompression.

In Karlsruhe wollen die Biofuel-Pioniere über das Zwischenprodukt Methanol alle Arten von Diesel- und Ottokraftstoffen herstellen. Professor Eckhard Dinjus, Leiter des Instituts für Technische Chemie am FZK und Vater des Bioliq-Verfahrens ist begeistert vom Potenzial: „Wir wollen einen Prozess entwickeln, der globale Bedeutung hat. Der ein Exportschlager für den Anlagenbau wird. Wir sind führend auf dem Weltmarkt bei den Biotreibstoffen der ersten Generation. Wir wollen diesen Vorsprung auch bei der zweiten Generation halten.“ Auch der Preis des zukünftigen Biosprits kann sich sehen lassen. Für 99 Cent pro Liter soll er zu haben sein – zumindest solange die Steuerbefreiung noch gilt.

Großes Interesse

Die Industrie scheint dem Verfahren nicht abgeneigt zu sein. „Wir sind im Gespräch mit verschiedenen Automobilherstellern und auch mit Mineralölkonzernen.“ Reimelt macht keinen Hehl aus dem Interesse der Industrie. Auch über mögliche Standorte für eine Großanlage hat Dinjus bereits konkrete Vorstellungen: „Die Weiterverarbeitung des Bio-Syncrude zu Treibstoff sollte an einem großen Raffineriestandort erfolgen. Soll das Methanol der Chemie zur Verfügung stehen, wäre ein Chemiestandort sinnvoll.“

Während der Besichtigung der Pilotanlage kristallisieren sich bereits einige Besucher mit sehr konkretem Kaufinteresse heraus. Detaillierte Fragen nach der Beschaffenheit der Biomasse, deren maximaler Restfeuchte, dem Energiebedarf machen deutlich: Diese Anlage ist nicht nur für Europa von Interesse. Einer der Interessenten denkt an die Bioabfälle bei der Palmölherstellung, andere ziehen die Reststoffe der Zuckerindustrie in Erwägung. Der Anlage ist es gleich, ob sie mit Stroh oder Ölpalmen arbeitet. Möglicherweise sind die Hoffnungen von Dinjus damit gar nicht so abwegig.

Die Autorin ist freie Redakteurin bei PROCESS.

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