So kommt die Sonne in den Tank

Synthetischer Kraftstoff aus Biomasse, so genanntes SunFuel®, lässt sich mit zwei verschiedenen Methoden herstellen. Es gibt die bekannten Verfahren mit Vergasung und anschließender Verflüssigung der Biomasse. Zum einen kommt derzeit zum Verflüssigen des zuvor gewonnen Gases vor allem die Fischer-Tropsch-Synthese zum Einsatz. Zum anderen schließt sich beim von der Frankfurter Firma Lurgi entwickelten MtSynfuel®-Verfahren dagegen nach der Synthesegaserzeugung zunächst die Methanol-Synthese an. Das Methanol wird zur Olefin-Erzeugung und anschließend zur Oligomerisierung geleitet. In beiden Fällen erhält man hochreine und genau spezifizierbare aromatenfreie und schwefelfreie synthetische Kraftstoffe.

Vergasung und Synthese

Am weitesten ist bereits das Choren-Verfahren entwickelt. Bei der nach der gleichnamigen Firma benannten Methode folgt nach der Vergasung der Biomasse die Fischer-Tropsch-Synthese. Das Endprodukt ist ein hochreiner Kraftstoff – je nach Syntheseart entsteht entweder mehr Diesel, mehr Benzin oder mehr Kerosin. Das Unternehmen im sächsischen Freiberg besitzt derzeit die einzige Anlage weltweit, in der sich ein Biomass-to-Liquid-Kraftstoff (BtL) herstellen lässt. Der Mineralölkonzern Shell kooperiert mittlerweile zwecks Weiterentwicklung und Ausbau dieser Anlage mit Choren.

Shell ist einer der Experten in der Anwendung des Fischer-Tropsch-Prozesses. Das Unternehmen produziert synthetische Kraftstoffe aus Erdgas bereits seit 1993 in der GtL-Anlage im malaysischen Bintulu. Den gleichen Fischer-Tropsch-Prozess nutzt auch die südafrikanische Firma Sasol schon seit den 1950er Jahren zur Kraftstoffherstellung aus Kohle. Das besondere am Choren-Verfahren ist, dass der für die Fischer-Tropsch-Synthese notwendig Ausgangsstoff – das Synthesegas – aus Biomasse statt aus Erdgas oder Kohle gewonnen wird.

Andere Verfahren befinden sich derzeit im Laborstadium oder sind über die Planungsphase noch nicht hinaus gekommen. Das Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) verfolgt ein dem Choren-Verfahren ähnliches Konzept. Hierbei wird allerdings zuerst eine Grundsubstanz aus Bioöl und Koks, die so genannte Slurry, gewonnen, die im zweiten Schritt in einen Flugstromvergaser zu Synthesegas umgesetzt wird. Die Synthese erfolgt auch hier in einem Fischer-Tropsch-Reaktor. Die Slurry besitzt eine hohe Energiedichte und eignet sich sehr gut für eine dezentrale Erzeugung mit anschließendem Transport zu einer zentralen Raffinerie. Dadurch lässt sich der logistische Aufwand zur Bereitstellung von Biomasse erheblich vereinfachen.

Am FZK wird bereits in einem so genannten Pyrolyse-Reaktor in Versuchen Slurry erzeugt. Neben der hohen Energiedichte besitzt das Zwischenprodukt noch den Vorteil, dass es wesentlich einfacher mit hohem Druck von 25 bar und mehr in den entsprechend ausgelegten Flugstromvergaser geblasen werden kann als Feststoffe. Eine komplette Anlage, in der aus Biomasse der fertige synthetische Kraftstoff produziert werden kann, existiert allerdings noch nicht.

Ein weiteres Verfahren zur Kraftstoffherstellung mittels Synthesegas entwickelte Prof. Bernd Meyer am Institut für Energieverfahrenstechnik und Chemieingenieurwesen (IEC) der TU Bergakademie Freiberg. Es basiert auf der Wirbelschichtvergasung mit anschließender Kraftstoffsynthese. Dabei kommt das MtSynfuel®-Verfahren von Lurgi zum Einsatz. Allerdings befinden sich sowohl die Vergasung als auch die Synthese noch im Planungsstadium. Momentan wird die Ausführungsplanung im Rahmen eines Projektes erstellt, dass die dem Bundesverbraucherschutzministerium angegliederte Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) fördert.  

In den folgenden Artikeln werden die wichtigsten Prozesse erläutert.

Die Fischer-Tropsch-Synthese

Das Choren-Verfahren

Das MtSynfuels-Verfahren