Technologien zur Biomass to Liquid- (BtL) Produktion stehen zur Verfügung

Wolfsburg, 08. Mai 2008 - In dem von Volkswagen koordinierten EU-Projekt RENEW – renewable fuels for advanced powertrains, haben sich 32 Partner aus acht Ländern zusammengetan. Unter ihnen vier Automobilhersteller, die Energieunternehmen BP, Total und EDF sowie eine Reihe Anlagenentwickler und Forschungsinstitute, die Verfahren realisieren, in denen Biokraftstoffe nicht aus Lebensmitteln, sondern aus Holz und Stroh gewonnen werden. Im Projekt wurden sechs Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen der 2. Generation untersucht und weiterentwickelt, die Waldrestholz, Stroh, Kurzumtriebsholz oder Schilfgräser bei 800 bis 1300°C zu Synthesegas verschwelen.

Die im RENEW Projekt vertretenen Anlagenentwickler sind CHOREN, die Mitte April in Freiberg, Sachsen, mit dem Anfahren der sogenannten Beta-Anlage mit 15.000 Jahrestonnen Diesel begonnen hat, Chemrec, mit einem in die Zellstoffherstellung integrierten Prozess, die TU Wien, mit einem auf kleineren Heizkraftwerken basierendem Verfahren, das Forschungszentrum Karlsruhe mit einem auf Pyrolyseöl basierenden Verfahren, das Unternehmen Abengoa mit einem Verfahren zur Ethanolherstellung und das CUTEC-Institut mit einem Biomasse-flexiblem Verfahren. Die Verfahren wurden für 500 MW Leistung geplant, was einem Biomassebedarf von 1 Mio. Tonnen Trockenmasse entspricht.

Volkswagen untersuchte die Eigenschaften der Fischer-Tropsch Kraftstoffe BtL-Diesel und BtL-Naphtha in Motoren aus der Serienfertigung und für zukünftige Konzepte mittels Forschungseinzylinder. Dabei wurde festgestellt, dass der BtL-Diesel durch eine sehr hohe Cetan-Zahl sowie durch Schwefel- und Aromatenfreiheit Premiumqualität hat und somit konventionellem Diesel überlegen ist. Dazu sagt Dr. Frank Seyfried, Leiter der Abteilung Brennstoffzelle und Kraftstoffe von Volkswagen: „BtL-Diesel kann schon heute in beliebigem Mischungsverhältnis problemlos in allen Dieselmotoren eingesetzt werden und erzeugt dabei weniger CO2, HC, CO sowie Ruß bei annähernd gleichen NOx-Emissionen. Zudem weist BtL als Designer-Kraftstoff den Weg zu den Verbrennungsmotoren der Zukunft“.

BtL-Naphtha fällt in der Fischer-Tropsch-Synthese als Nebenprodukt der Dieselherstellung an. Es ist ein Benzin mit geringer Oktanzahl, das allerdings ein vielversprechender Kraftstoff für zukünftige Motorenkonzepte (HCCI, Homogeneous charged compression ignition) sein könnte.

Außerdem wurde im RENEW Projekt das Biomassepotential für BtL-Kraftstoffe bestimmt, sowie die Herstellungsverfahren anhand technischer und ökologischer Kriterien verglichen und die Produktionskosten berechnet.

Bei der Bewertung des Biomassepotentials wurde die Erzeugung von Nahrungsmitteln, Futter und Fasern berücksichtigt. Reststoffe wie Getreide-, Raps- und Maisstroh aus der Landwirtschaft sowie Kron- und Dünnholz aus der Forstwirtschaft wurden untersucht. Darüber hinaus wurden das Anbaupotential der Gehölze Saalweide, Pappel und Eucalyptus der mehrjährigen Gräser China-Schilf (Miscanthus) oder Rohrglanzgras sowie einjähriger Energiepflanzen analysiert. Nach Abzug der für die Nahrungsmittel- und Faserherstellung reservierten Flächen ergab sich für 2005 ein Potential von ca. 4 EJ oder 95 mio. tOE (Tonnen Öl-Äquivalent). In 2020 wird das Potential zwischen 4.7 EJ (112 mio. tOE) und 7.2 EJ (172 mio. tOE) liegen. Neben diesen Europa-weiten Zahlen wurde die räumliche Dichte der Biomasseresourcen in regionaler Auflösung (z.B. Bundesländer in Deutschland) grafisch dargestellt. Ein hohes Potential haben in Deutschland die Anbaugebiete Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg und Sachsen-Anhalt, die zusammen mit dem westlichen Polen zu den vielversprechenden europäischen Regionen gehören. Allein das Stroh in dieser und den Regionen Westfrankreich sowie Gebieten an den Flüssen Po und Donau ergibt zusammen 380 PJ pro Jahr, genug um den Bedarf von 23 Anlagen zu decken, bzw. 4.6 mio. Tonnen Treibstoff zu produzieren.

Die Ökobilanzen der RENEW-Verfahren wurden in einer nach DIN 14040/44 durchgeführten und von unabhängigen Wissenschaftlern begutachteten LCA-Studie (Life Cycle Assessment) erstellt. Obwohl die Konversionsverfahren im Fokus standen, wurde die ganze Kette von Biomasseerzeugung, dem Transport zur Fabrik, der Umwandlung zu Treibstoff und dessen Lieferung an die Tankstelle in einer sogenannten Well-to-Tank Analyse berücksichtigt. Im Ergebnis wird die Ökobilanz dominiert durch die Herstellung der Biomasse. Das liegt unter anderem an der Emission von Treibhausgasen in der Düngemittelherstellung und –verwendung sowie am Spritverbrauch der Traktoren. Deshalb wird die Verwendung von Stroh und Waldrestholz empfohlen. Plantagen der Energiepflanzen Weide oder Chinaschilf haben eine Lebensdauer von 20 Jahren. Sie müssen nicht jährlich gepflügt werden und brauchen wenig Dünger bei gleichzeitig hohem Ertrag. Die Kraftstofffabrik ist eine autarke Anlage, die ihren gesamten Energiebedarf aus der Biomasse deckt.

Die Bewertung der sechs unterschiedlichen BtL-Konzepte zur Produktion von synthetischem Diesel, DME (Dimethylether) und Ethanol nach technischen Kriterien ergab, dass die zwei am weitesten fortgeschrittenen Verfahren reif für Demonstrationsanlagen in der Größe von 50 MW oder 15.000 t Treibstoff sind. Dabei handelt es sich um das Verfahren zur Herstellung von BtL-Diesel von CHOREN und um das Konzept der schwedischen Chemrec zur Erzeugung von DME aus Schwarzlauge, einem Abfallprodukt der Zelluloseherstellung.

Es stehen also sowohl Holz und Stroh als Biomasse zur Verfügung, wie auch Verfahren um diese zu hochwertigen, voll kompatiblen Treibstoff umzuwandeln. BtL-Diesel und DME können für unter 1 €/l hergestellt werden. Dr. Frank Seyfried, Leiter des RENEW Projektes: „Industrie, Wissenschaftler und Politiker müssen jetzt die Weichen stellen, um dieses Ziel zu erreichen, im Schaffen von Rahmenbedingungen, dem Anbau von Rohstoffen, dem Sichern  der Finanzierung für den Bau der ersten Produktionsanlagen“.

Weiteres Informationsmaterial steht Ihnen unter www.renew-fuel.com zur Verfügung.