Hydrothermale Verflüssigung Forschern gelingt Produktion von Biokraftstoffen aus Klärschlamm

Redakteur: Alexander Stark

Einem Europäischen Forschungsteam mit Beteiligung der Universität Hohenheim ist es gelungen, Klärschlamm und andere Biomassen im Pilotmaßstab in Biokraftstoff umzuwandeln. Das ist deshalb von Bedeutung, weil erneuerbare Diesel- und Flugzeugtreibstoffe bisher hauptsächlich aus Pflanzenölen gewonnen werden, die EU jedoch den Einsatz von Biokraftstoff aus Nahrungs- und Futtermittelpflanzen begrenzt hat.

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Durchbruch bei fortschrittlichen Biokraftstoffen: Hyflexfuel wandelt Klärschlamm und andere Biomassen durch hydrothermale Verflüssigung (HTL) in Kerosin um.
Durchbruch bei fortschrittlichen Biokraftstoffen: Hyflexfuel wandelt Klärschlamm und andere Biomassen durch hydrothermale Verflüssigung (HTL) in Kerosin um.
(Bild: Universität Hohenheim / Max Kovalenko)

Stuttgart – Biokraftstoffe, gewonnen aus Klärschlamm und Gülle, Stroh und Algen: Das gelingt mit der sogenannten hydrothermalen Verflüssigung. Die innovative Technologie zur Herstellung von erneuerbaren Kraftstoffen konnte das Forschungsteam des EU-Projekts Hyflexfuel nun erstmals erfolgreich im Pilotmaßstab einsetzen – und so einer industriellen Anwendung einen Schritt näherkommen. Bei dem Verfahren wird aus Biomasse unter hohem Druck und hohen Temperaturen eine Art zähflüssiges Rohöl hergestellt, das zu erneuerbaren Kraftstoffen weiterverarbeitet werden kann. Der Vorteil: „Man kann viele verschiedene, auch feuchte Biomasse als Ausgangsstoff nutzen, ohne mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion zu konkurrieren – etwa indem man zum Beispiel Abfallströme recycelt“, erklärt Gero Becker, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei Prof. Dr. Andrea Kruse an der Universität Hohenheim in Stuttgart.

Die hydrothermale Verflüssigung (HTL) ist eine zukunftsweisende Biokraftstofftechnologie zur Herstellung von Transportkraftstoffen aus einer Vielzahl von Bioabfällen und anderen Biomassen.

HTL hat mehrere entscheidende Vorteile, von denen die wichtigsten sind:

  • Flexibles Produktionspotenzial: Die HTL-Konvertierungstechnologie erschließt eine große globale Bio-Ressource mit einer Vielzahl einheimischer Primär-Biomassen. Die Technologie ist mit einer Vielzahl von organischen Abfällen und Reststoffen, lignozellulosehaltigen Energiepflanzen oder aquatischen Biomassen verwendbar und kann an die jeweilige regionale Rohstoffverfügbarkeit angepasst werden.
  • Kosteneffizienz: Sie kann fortschrittliche Biokraftstoffe, von Schiffskraftstoffen bis hin zu Kerosin, potenziell zu niedrigeren Kosten als die meisten konkurrierenden Wege für erneuerbare Kraftstoffe produzieren.
  • Nachhaltigkeit: Die HTL-Technologie hat das Potenzial, Kraftstoffe mit einem niedrigen Kohlenstoff-Fußabdruck über den gesamten Lebenszyklus zu produzieren, ohne mit der Nahrungs- und Futtermittelproduktion zu konkurrieren. Sie hat das Potenzial, Abfallströme zu recyceln und damit zu einer Kreislaufwirtschaft beizutragen.

Die HTL-Anlage im Pilotmaßstab verarbeitet wässrige Biomasseaufschlämmungen (~20 % Trockenmasse) bei Temperaturen bis zu 350 °C und Drücken um 200 bar, wobei das Wasser nicht kocht, sondern im flüssigen Zustand bleibt. Unter diesen Bedingungen wird die Biomasse in ein rohes Bioöl umgewandelt, das nach dem Reaktor vom Prozesswasser getrennt wird. In einem zweiten Schritt wird das HTL-Bioöl durch katalytische Behandlung mit Wasserstoff bei hoher Temperatur und hohem Druck (Hydrotreating) zu Transportkraftstoffprodukten veredelt. Dabei werden Sauerstoff und Stickstoff aus dem Biocrude entfernt, das wiederum in ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen umgewandelt wird. Die Destillation der aufbereiteten HTL-Biofette ergibt drop-in-fähige Kraftstoffe im Bereich Benzin, Kerosin und Diesel.

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