Anbau von Biokraftstoffen

Biokraftstoffe aus pflanzlichen und tierischen Rohstoffen wachsen jährlich um 10 Prozent. Wenn Biokraftstoffe jedoch jemals mehr als einen kleinen Teil der Kraftstoffe im Verkehr liefern sollen, braucht die Technologie neue, effizientere Produktionsmethoden. Jüngstes Zeichen für solche Investitionen in neue Produktionsverfahren ist die Partnerschaft von Royal Dutch Shell mit dem deutschen Biodiesel-Innovator Choren Industries.

Die Technologie von Choren adressiert eine wesentliche Einschränkung bei den heutigen Biokraftstoffen: Die meisten beginnen als Rohstoffe wie Maissirup oder Pflanzenöl, die bereits als Nahrungsmittel nachgefragt werden. Der Wettbewerb um diese Rohstoffe stützt also den Preis konventioneller Biokraftstoffe und begrenzt letztendlich sogar deren Produktionsmengen. Eine kürzlich von der kanadischen Regierung in Auftrag gegebene Studie kam beispielsweise zu dem Schluss, dass die Umleitung der Hälfte der kräftigen Rapsexporte des Landes auf die inländische Biodieselproduktion nur so viel Biodiesel liefern würde, dass 2,7 Prozent des derzeitigen Dieselbedarfs in Kanada gedeckt werden könnten.

Choren und andere Biokraftstoff-Innovatoren wie der kanadische Ethanol-Entwickler Iogen (ebenfalls eine Partnerschaft mit Shell) arbeiten stattdessen mit Biomasse – organischen Resten wie Sägemehl – ​​die ebenso reichlich vorhanden wie billig sind. Dieselbe kanadische Studie ergab zum Beispiel, dass der Biodiesel, der aus nur 10 Prozent der landwirtschaftlichen Abfälle des Landes hergestellt wird, 16,7 Prozent seines Dieselhungers stillen würde.



Choren zerlegt Biomasse in ein gasförmiges Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff und setzt dann Katalysatoren ein, um dieses Synthesegas oder Syngas wieder zu Dieselkraftstoff zusammenzusetzen. Historisch gesehen hat Nazi-Deutschland dieses sogenannte Fischer-Tropsch-Verfahren entwickelt, um synthetische Kraftstoffe aus Kohle herzustellen. Shell nutzt es, um Diesel aus Erdgas herzustellen.

Im Vergleich zu Kohle und Erdgas ist Biomasse jedoch ein problematischer Rohstoff. Das liegt daran, dass es viele große, komplexe Moleküle und dieselbe Ausrüstung enthält, die den mineralisierten Kohlenstoff in Kohledrosseln leicht auf die teerartigen Kohlenwasserstoffe in der Biomasse abbaut.

Das Ergebnis ist laut Matthias Rudloff, Leiter Business Development bei Choren, ein unreines Synthesegas, das für die Verarbeitung ungeeignet ist. Der Teer klebt überall, an jedem Wärmetauscher. Schläuche verstopfen innerhalb weniger Stunden, sagt Rudloff.

Doch Choren-Gründer Bodo Wolf machte aus dem Teer einen Vorteil. Wolf kommt vom ehemaligen DDR-Verbrennungsforschungsinstitut, wo er an der Entwicklung von Geräten zur Umwandlung von Kohle in Chemikalien, Treibstoffe und Strom mitgewirkt hat. Er fand, dass die in Ostdeutschland favorisierten Hochtemperaturverfahren zur Bekämpfung von Biomasse geeignet sind. Seine wichtigste Innovation bestand jedoch darin, einen Verarbeitungsschritt am Frontend hinzuzufügen.

Zunächst erhitzt Chorens Verfahren die Biomasse auf 500 °C, wodurch sich der Teer in Gas verwandelt. Die zurückbleibende kohlenartige Kohle wird dann zu einem Pulver gemahlen und zusammen mit dem gasförmigen Teer in eine Hochtemperaturkammer geblasen. Die resultierenden chemischen Reaktionen und Temperaturen von bis zu 1600 °C zersetzen den Teer und wandeln gleichzeitig die Kohlenstoffkohle in Synthesegas um, das für die Fischer-Tropsch-Chemie rein genug ist.

Steve Brown, Shells kaufmännischer Leiter für Biokraftstoffe mit Sitz in London, sagt, das Ergebnis sei ein im Inland hergestellter Kraftstoff, der sowohl auf Erdöl als auch auf Pflanzenöl basierenden Biodiesel übertrifft. Brown sagt, dass Studien, die für jedes Joule an Energie, das beim Anbau oder Pumpen von Rohstoffen und der Kraftstoffproduktion verbraucht wird, belegen, dass das Fahren mit Biodiesel mit Vergasung 85-90 Prozent weniger klimaschädliches Kohlendioxid produziert als mit fossilem Diesel, während konventioneller Biodiesel nur eine Reduzierung von 50 Prozent bietet.

Der Einsatz von Biodiesel von Choren erzeugt auch weniger Ruß und Smog, da der Kraftstoff keinen der in herkömmlichem Diesel vorkommenden Schwefel und wenige aromatische Kohlenwasserstoffe wie Benzol enthält. Die Autohersteller DaimlerChrylser und Volkswagen, die die Pilotanlage von Choren mitfinanziert haben, testeten ihre Kraftstoffe und maßen eine 30-50-prozentige Reduzierung des Abgasrußes und bis zu 90 Prozent weniger smogbildende Schadstoffe im Vergleich zu den saubersten Sorten von herkömmlichem Diesel.

Das Geld und die Expertise von Shell helfen Choren beim Bau der weltweit ersten kommerziellen Biomasse-zu-Biodiesel-Anlage. Bis Anfang 2007 rechnet das Unternehmen damit, jährlich etwa 67.000 Tonnen Biomasse zu verbrauchen und 15.000 Tonnen Biodiesel abzupumpen. Wenn alles gut geht, plant Choren den Bau einer Reihe größerer Anlagen, die jeweils 200.000 Tonnen Biodiesel pro Jahr pumpen können.

Aber selbst in dieser Größenordnung wird der Biodiesel von Choren teuer sein. Rudloff prognostiziert, dass Choren Biodiesel für 0,70 € pro Liter (ca. 3,10 USD pro Gallone) produzieren wird. Das ist geringfügig mehr als die Kosten für herkömmlichem Biodiesel und zwei- bis dreimal so hoch wie die Kosten für Dieselgroßhandel in den Vereinigten Staaten.

Brown von Shell warnt jedoch davor, dass der Preis von Biodiesel pro Liter nicht die ganze Geschichte ist. Shell geht davon aus, dass sich der Verbrauch von Biokraftstoffen in den nächsten fünf Jahren verdoppeln wird, da dies dem Druck der Regierung entspricht, die CO2-Emissionen zu reduzieren und die Energiesicherheit zu stärken, und dass diese Vorteile letztendlich belohnt werden. Der Literpreis sei zwar höher, sagt Brown, aber hinsichtlich des Preises pro eingespartem Gramm CO2 könnte er sehr wettbewerbsfähig sein.

Brown sagt, dass staatliche Anreize die Wettbewerbsbedingungen bereits ausgleichen. Viele europäische Länder, darunter Deutschland, Österreich, Italien und Spanien, befreien Biodiesel von ihren hohen Kraftstoffsteuern. Dieselkraftstoff kostet in Freiberg derzeit 1,05 Euro pro Liter, davon 0,65 Euro Steuern. Das lässt viel Spielraum, um Biodieselherstellern wie Choren und Shell einen Gewinn zu garantieren.

Kein Wunder also, dass Shell in Deutschland – Europas Marktführer bei Biodieselproduktion und -verbrauch – heute ein bedeutender Distributor von konventionellem Biodiesel ist. Derzeit bezieht das Unternehmen seinen Biodiesel von unabhängigen Lieferanten und mischt dem deutschlandweit verkauften Diesel bis zu 5 Prozent bei. Zweifellos würden sie es vorziehen, ihre eigenen zu verkaufen.

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