Grünerer, günstigerer und wettbewerbsfähigerer Biodiesel dank fortschrittlichem Verfahren
Im Klimazielplan für 2030 ist vorgesehen, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um mindestens 55 % zu senken. Damit wird ein wichtiger Beitrag zu Europas ehrgeizigem Ziel geleistet, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Biomasse wächst durch die Aufnahme von CO2 aus der Atmosphäre. Es kann in Biokraftstoffe umgewandelt werden, mit denen die Treibhausgasemissionen gemindert werden. Von allen Biokraftstoffen macht Biodiesel derzeit etwa 80 % der gesamten Produktion umweltfreundlicher Kraftstoffe in der EU aus.
Nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen
Heutzutage wird Biomasse nur noch selten zur Herstellung von Biodiesel eingesetzt, da das Verfahren komplex und kostspielig ist. Um nachhaltig zu sein, sollte die Biokraftstofferzeugung auf sekundärer Biomasse und Abfallströmen basieren. Aus diesem Grund wird eine Lösung für die effiziente Herstellung von Methanol benötigt, das ein notwendiger Zwischenschritt für die Produktion von grünem Biodiesel ist. Mit fortschrittlichen Technologien kann die Verwendung von Biomasse für die Biodieselproduktion wettbewerbsfähiger gestaltet werden. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts CONVERGE wurde ein modernes Verfahren zur Herstellung von grünem Methanol validiert. „Es ist effizienter und kostengünstiger als die bestehende Technologie, was ihm einen Wettbewerbsvorteil gegenüber fossilen Brennstoffen verschafft“, erklärt Projektkoordinator Giampaolo Manzolini, Professor am Fachbereich Energie des Polytechnikums Mailand. Auch die Anzahl der für diese Umwandlung erforderlichen Vorgänge wird verringert.
Effektive Umwandlung von Restbiomasse in grünes Methanol
Dieses Verfahren nimmt die Vorteile bahnbrechender Technologien in Anspruch, die vom CONVERGE-Team in Hunderten Stunden entwickelt und erprobt wurden. Konkret haben sie vier innovative Komponenten zur Umwandlung von sekundärer Biomasse in Biodiesel entwickelt. Diese Komponenten können kombiniert oder separat in einer Biodieselanlage eingesetzt werden. Zunächst wandelt ein neuartiger Katalysator kondensierbare Kohlenwasserstoffe, die unter dem Begriff Teer bekannt sind, in hochwertige aromatische Komponenten wie Benzol, Toluol und Xylol um. Nach der Abtrennung stehen diese wertvollen Produkte der chemischen Industrie zur Verfügung. Das sorptionsgestützte Reformingverfahren kombiniert die Methanrückgewinnung mit der CO2-Abscheidung in einer einzigen Technologie. Es fördert die Umwandlung von Methan und Kohlenmonoxid in Wasserstoff und CO2. Das CO2 wird vom Wasserstoff getrennt. Nur das für die Methanolreaktion notwendige CO2 bleibt erhalten. Das CO2 kann gespeichert oder für weitere Prozesse in der Abscheidung, Verwendung und Speicherung von CO2 eingesetzt werden. Der elektrochemische Wasserstoffkompressor setzt Wasserstoff unter Druck und reinigt ihn in einer einzigen Anlage. Dadurch werden die für die Produktion von reinem Wasserstoff erforderlichen Schritte und der Energieverbrauch herkömmlicher Verfahren verringert. Schließlich verbessert der Membranreaktor die Methanolerzeugung, indem er das Produkt aus der Reaktion entfernt und auf eine einstufige Umwandlung der Reaktanden drängt. Damit wird der Bedarf an Rückführung und Abgasmanagement reduziert.
Vielversprechendste Lieferketten für Biomasse
Die Projektpartner erarbeiteten eine Methodik zur Ermittlung der Biomasselieferketten für die vier technologischen Lösungen. Die Fallbeispiele wurden auf die Regionen Mitteleuropa, Mittelmeer, Nordsee und Skandinavien angewandt. Sie ermittelten fünf Szenarien für die Lieferkette und damit verbundene Geschäftsszenarien in 69 Bezirken, die das größte Potenzial aufweisen. Darüber hinaus beurteilte das Projektteam die Umweltauswirkungen des gesamten Verfahrens in diesen Regionen. „Durch die Einführung der Prozess- und Technologielösungen von CONVERGE in verschiedenen Verfahren können die Interessengruppen der Industrie ihre Systeme effizienter und weniger komplex gestalten“, schließt Manzolini. „Die niedrigeren Kosten von Biokraftstoffen, die verbesserte Effizienz der erneuerbaren Energieerzeugung und die positiven Umweltauswirkungen von Biokraftstoffen werden sich auf den Endverbrauch und die Gesellschaft als Ganzes auswirken.“
Schlüsselbegriffe
CONVERGE, Biomasse, Biodiesel, CO2, Biokraftstoff, Methanol, Wasserstoff, Biomasselieferkette, fossile Brennstoffe
