Steirer erzeugen Biotreibstoff aus Stroh und Holz
Bei diesem Verfahren wird die Biomasse, in diesem Fall Abfallholz, Weizenstroh oder Schilfgras, ohne Zufuhr von zusätzlichem Sauerstoff in einem flüssigen Trägermedium bei mehr als 300 Grad Celsius erhitzt. Als Trägermedium nutzen die Grazer Vakuumgasöl (Vaccum Gas Oil, VGO). Diese Masse wird so lange erhitzt, bis die Biomasse und das Vakuumgasöl „gecrackt“ werden, das heißt, die Makromoleküle in kleinere Bruchstücke zerlegt werden. Bei 390 Grad Celsius wurden nahezu 40 Gewichtsprozent biogener Kohlenstoff in rohe Kohlenwasserstofffraktionen überführt.
Steirer patentieren neues Verfahren
Der steirische Biogas- und Biodiesel-Anlagenbauer BDI - BioEnergy International AG hat sich diese Herstellungsart bereits patentieren lassen. Hauptvorteil dieser Flüssigphasenpyrolyse ist eine direkte Umsetzung von fester Biomasse in flüssige und feste Kohlenwasserstoffe in einem technisch relativ einfachen Prozessschritt. Ein Nachteil ist allerdings die Spaltung der Trägerflüssigkeit. Genau hier setzt das Erfolgsrezept des bioCRACK-Prozesses an: Es spaltet gleichzeitig die Biomasse und ein Trägeröl, dessen Spaltung erwünscht ist, erklärt Nikolaus Schwaiger, der mit seinem Forschungsteam am Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik der TU Graz die Methode mitentwickelt hat.
Tests laufen schon seit zwei Jahren
In einer Pilotanlage bei der OMV in Schwechat wurde die Umsetzung von rund 100 Kilogramm fester Biomasse und schwersiedendem VGO pro Stunde bereits zwei Jahre getestet. „So entsteht ein Treibstoff mit etwa zehn Prozent biogenem Anteil, der in einer Raffinerie direkt weiterverarbeitet werden kann. 15 Prozent des biogenen Kohlenstoffs lösen sich in das nicht gecrackte Trägeröl.“ Dieses könne in einem weiteren Prozessschritt in der Raffinerie zu Treibstoff „upgegradet“ werden, erklärt Schwaiger.
Das Verfahren und Testergebnisse zur optimalen Reaktionstemperatur und Zusammensetzung der Biomasse hat die Grazer Gruppe in der jüngsten Ausgabe des Fachmagazins „Royal Society Open Science“ veröffentlicht. „Der nächste Schritt wäre eine Demonstrationsanlage. Für einen wirtschaftlichen Betrieb müsste das bioCRACK-Verfahren im industriellen Maßstab untersucht werden“, betonte die Erstautorin Klara Treusch von BDI, die über das Thema an der TU Graz dissertiert.
Technologie soll nun praxistauglich gemacht werden
Das wichtigste Produkt ist das bioCRACK-Öl. Darin befinden sich rund 21 Prozent des eingesetzten biogenen Kohlenstoffs. Es besteht aus gecracktem VGO und den Zerlegungsprodukten der Biomasse. Im Labormaßstab gelang es auch bereits, die biogene Kohle zu verflüssigen.
Zusätzlich entsteht Flüssigphasenpyrolyse-Öl, das durch seinen hohen Sauerstoff- und Säureanteil und sehr hohen Wassergehalt nicht direkt als Energieträger oder Biotreibstoff einsetzbar ist. Die flüssige Komponente muss von Sauerstoff und Wasserstoff befreit werden (Hydrodeoxygenierung), um als Treibstoff nutzbar zu sein. Im Projekt „bioBOOST plus“ soll diese Technologie nun praxistauglich werden.