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Verfahrenstechnik Von der Fritteuse in den Tank: Alternativer Diesel aus Abfällen

| Redakteur: MA Alexander Stark

Die beiden Verfahrenstechniker Prof. Dr. Anika Sievers und Prof. Dr. Thomas Willner entwickeln neue Technologien für die Produktion von alternativem Diesel aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfällen. An der Fakultät Life Sciences der HAW Hamburg experimentieren sie unter anderem mit Altfett und Altölen.

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Am Labor für Kraftstoffanalytik und Hochdruck der HAW Hamburg verwandeln sich verbrauchte Öle und Fette in hochwertige Treibstoffe.
Am Labor für Kraftstoffanalytik und Hochdruck der HAW Hamburg verwandeln sich verbrauchte Öle und Fette in hochwertige Treibstoffe.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

Hamburg – Noch vor wenigen Jahren glaubte man, Benzin und Diesel statt aus fossilen Rohstoffen in großen Mengen aus Pflanzenöl herstellen zu können. Doch schnell wurde klar, dass der Anbau von Energiepflanzen stark mit der Produktion von Nahrungsmitteln konkurriert. Zudem wandelt sich das Ackerland durch die großflächige Kultivierung von Energiepflanzen mancherorts in monokulturelle Agrarflächen, was ökologisch bedenklich ist.

Angesichts solcher Nachteile haben Prof. Anika Sievers und Prof. Thomas Willner aus der Fakultät Life Sciences einen neuen Weg eingeschlagen: In ihrem Labor für Kraftstoffanalytik und Hochdruck verwandeln sich verbrauchte Öle und Fette, aber auch andere Abfälle wie zum Beispiel Plastikmüll, in hochwertige Treibstoffe, die industriellem Diesel aus Rohöl in Sachen Qualität in nichts nachstehen.

Pommes essen für den Rohstoff

Die Altöle und -fette für die Experimente gibt es gleich nebenan gratis, in der Mensa am Campus Life Sciences in Hamburg-Bergedorf. In Fässern rollen Sievers und Willner sie in ihr nahegelegenes Labor. „Wir ermuntern unsere Studierenden, ganz viele Pommes zu essen, damit wir genug von diesem Rohstoff bekommen“, sagt Anika Sievers augenzwinkernd. Die Altöle und Altfette werden nur grob gereinigt und dann in einen Reaktor gefüllt. Darin werden sie bei vergleichsweise moderaten 370 °C in kleinere Moleküle zerlegt, gecrackt. Übrig bleiben ein Destillat sowie einige Feststoffe. Große industrielle Anlagen zum Cracken hingegen arbeiten entweder bei höheren Temperaturen oder mit empfindlichen Katalysatoren, die sehr sauber gereinigte Rohstoffe benötigen.

Vorteile des HAW-Verfahrens liegen darin, dass es vergleichsweise robust, energiesparend und preisgünstig ist. Zudem eignet es sich für eine Fülle verschiedener Rohstoffe. Im nächsten Verfahrensschritt wird dem Destillat Wasserstoff zugeführt und das Destillat damit hydriert. Das Endprodukt ist dann ein Diesel, der von Natur aus frei von Schwefel und Stickstoff ist, da er aus pflanzlichen Bestandteilen erzeugt wurde. Auch Benzin und Flugkraftstoffe (Kerosin) können daraus hergestellt werden.

Buchtipp „Heat Transfer Technique“

Das etablierte Standardwerk „Heat Transfer Technique“ vermittelt nicht nur ausführlich die Grundlagen der Wärmeträgertechnik, sondern stellt auch aktuelle Technologien und Verfahren, Vorschriften und Standards vor. Thematisch wird das Buch durch eine umfangreiche Stoffdatensammlung sowie durch eine Vielzahl an Anwendungsberichten aus der Praxis abgerundet.

Damit liefert dieses Verfahren eine neue Biokraftstoffgeneration, die voll kompatibel mit konventionellem Benzin, Diesel oder Kerosin ist. Der Biokraftstoff ist zudem deutlich besser als jene der ersten Generation, wie etwa Biodiesel aus Pflanzenölen oder Bioethanol aus Zucker oder Stärke. Das Besondere: Der Wasserstoff für die Hydrierung des Destillats stammt ebenfalls von der HAW Hamburg. Er wird am Energie-Campus des Competence Center für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (CC4E) durch Elektrolyse erzeugt. Bei der Elektrolyse wird Wasser durch elektrischen Strom in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

Das Ziel: ein marktreifes Produkt

Die Arbeit von Anika Sievers, Thomas Willner und den Kolleginnen wie Kollegen vom CC4E wird aktuell innerhalb des Projekts X-Energy gefördert. Ziel ist es, die Entwicklung von Technologien anzuregen, mit denen sich Strom aus Wind und Sonne in anderen Energieträgern speichern lässt. Wie beschrieben, wird in diesem Falle mit Ökostrom erzeugter Wasserstoff genutzt, um die Altfette in Flüssigkraftstoff zu verwandeln – ganz passend heißt das X-Energy-Teilprojekt an der HAW Hamburg Readi-PtL (Power to Liquid).

Im Rahmen der X-Energy Förderung des BMBF erhalten die Forscher die Chance, ihr bestehendes Verfahren gemeinsam mit der Firma Nexxoil auf den Maßstab einer Pilotanlage hoch zu skalieren, um das Bioöl für die Marktreife vorzubereiten. Das Projekt Readi-PtL verfolgt neben der CO2-Einsparung das Ziel, die Sektoren Strom und Mobilität miteinander zu koppeln, indem erneuerbar erzeugter Strom über den Wasserstoff in flüssigen Treibstoffen gespeichert wird.

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