Stroh im Tank

bioliq®-Pilotanlage. Foto: KIT

Forscher verwandeln Stroh in regenerative flüssige Kraft- und Brennstoffe. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist dafür eine Pilotanlage entstanden. Das Ziel: Ölheizungen und Verbrennungsmotoren sollen künftig klimaneutral arbeiten.

Zugegeben, es war ziemlich großer Forschungsaufwand nötig um Rohöl, das heute die Basis für sämtliche Brennstoffe wie Benzin, Diesel, Kerosin und Heizöl bildet, durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen: Hier sind  Stroh und andere Pflanzenreste jetzt der Stoff, aus dem flüssige Brenn- und Kraftstoffe entstehen. Seit 2005 haben die Wissenschaftler an dem Verfahren geforscht, 64 Millionen Euro an Projektmitteln wurden dazu verwendet.

Ergebnis ist die Bioliq-Pilotanlage: Darin werden Stroh oder andere land- und forstwirtschaftliche Reststoffe per Schnellpyrolyse bei 500 Grad zu Öl und Koks zersetzt und dann zu einer Art Bio-Rohöl namens Slurry aufbereitet, das rund 90 Prozent der in der Biomasse gespeicherten Energie enthält. Mit dem Slurry wird ein Synthesegas hergestellt, aus dem zunächst Methanol, im nächsten Schritt Dimethylether (DME) und dann flüssige  Energieträger erzeugt werden. Das Verfahren funktioniert einwandfrei, die so entstehenden Kraft- und Brennstoffe haben Spitzenqualität. Das wiederum macht sie nicht nur für die Automobilindustrie interessant. Sie könnten auch zu einem Schlüssel der Energie- und Wärmewende in Deutschland werden.

Die Designerbrennstoffe bieten gewohnte Vorteile 

Die klimaneutralen flüssigen Brenn- und Kraftstoffe können so „designed“ werden, dass sie gegenüber konventionellen Brennstoffen die gleichen oder sogar verbesserte Eigenschaften aufweisen. Zudem lassen sie sich einfach transportieren und speichern und sind daher überall verfügbar. Ihre Kompatibilität mit bestehender Technik würde für Kontinuität sorgen: In Deutschland gibt es schließlich rund 63 Millionen Fahrzeuge und 5,6 Millionen Ölheizungen, die dann einfach mit den neuen Brenn- und Kraftstoffen betrieben werden könnten statt mit herkömmlichem Benzin, Diesel oder Heizöl.

In anderen Forschungsprojekten kommen auch Altspeisefette oder Bioabfälle zur Brennstoffherstellung zum Einsatz, im Rahmen eines aktuellen Projektes an der TU Bergakademie Freiberg und der Universität Cottbus sind Algen das Ausgangsprodukt. Die Verwendung dieser Sekundärrohstoffe ist klimaschonend, bedarf aber komplexer technischer Verfahren und Produktionsanlagen. 

Biomasse, Abfallstoffe, Strom oder X-to-Liquid

Grundsätzlich unterscheidet man bei der Herstellung von regenerativen Flüssigbrennstoffen  nach Herstellverfahren: Zum einen ist das wie im Fall von Bioliq das Verfahren Biomass-to-Liquid (BtL), bei dem die Brennstoffe aus Abfällen und Reststoffen biogener Herkunft hergestellt werden. Ebenso ist der Einsatz von anderen Abfall- und Reststoffen wie. z. B. Kunststoff- und Gummiabfälle als Rohstoffquelle möglich. Hier spricht man von Waste-to-Liquid. (WtL).

Ein weiterer aussichtsreicher Verfahrensweg heißt Power-to-Liquid (PtL). Hier wird Strom aus erneuerbaren Quellen wie Sonne oder Wind für das technische Verfahren der Elektrolyse eingesetzt: Sie spaltet Wasser in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff auf. 

Der so gewonnene Wasserstoff wird in weiteren Prozessen chemisch an Kohlenstoff gebunden. Idealerweise kommt dieser Kohlenstoff entweder aus der Verbrennung des Sauerstoffs aus der Elektrolyse und Biomasse in Form von Kohlendioxyd, also CO2; oder das CO2 wird aus der Luft abgeschieden. In jedem Fall wird der Kohlenstoffkreislauf klimaneutral geschlossen. Der große Vorteil des PtL-Verfahrens ist, dass auf diese Weise auch überschüssiger Ökostrom sinnvoll genutzt werden könnte.