Abkürzung mit Erdgas
Weil Kraftstoffe aus Biomasse in der Herstellung noch zu teuer sind, setzt ein US-Start-up auf die Zugabe von billigem Methan.
- Kevin Bullis
Weil BtL-Kraftstoffe aus Biomasse in der Herstellung noch zu teuer sind, setzt ein US-Start-up auf die Zugabe von billigem Methan.
Ein neues Verfahren, um aus Holzabfällen und Gräsern Biosprit herzustellen, hat das US-Start-up Virent entwickelt. Es soll die bislang teuren Biokraftstoffe der zweiten Generation billiger machen, indem es auf einige gängige Zwischenschritte verzichtet und stattdessen Methan in den Produktionsprozess einspeist.In seiner 100-Liter-Pilotanlage in Madison im US-Bundesstaat Wisconsin konnte Virent auf diese Weise bereits Benzin, Diesel, Kerosin sowie Formel-1-Kraftstoff erzeugen.
Um BtL-Kraftstoffe herzustellen – BtL steht für "Biomass to Liquid" –, muss die Zellulose aus der Biomasse zunächst in kürzere Kohlenwasserstoffe zerlegt werden. Hierbei wird sie entweder über Enzyme in Zuckermoleküle aufgespalten oder unter hohem Druck bei hoher Temperatur in eine Synthesegas verwandelt, das Kohlenmonoxid und Wasserstoff enthält. Zucker oder Synthesegas können dann in die Kohlenwasserstoffe der jeweilige Kraftstoffart umgewandelt werden. Nachteil: Beide Verfahren sind teuer.
Virent setzt stattdessen auf einen Prozess, der dem Raffinieren von Rohöl ähnelt. Zunächst entfernen anorganische Katalysatoren den Großteil der Sauerstoffatome aus dem organischen Ausgangsmaterial der Biomasse. In weiteren chemischen Reaktionen werden die Produkte vom restlichen Sauerstoff befreit und dann in mittellange organische Moleküle, sogenannte Oligomere, umgewandelt.
Dabei muss allerdings ein Problem gelöst werden: das für Kraftstoff-Moleküle ungünstige Verhältnis von Kohlenstoffatomen zu Wasserstoffatomen in Zellulose. Von Ersteren gibt es zu viele, von Letzteren zu wenige. Um den Anteil an Wasserstoffatomen im Mix zu erhöhen, fügt Virent während des Prozesses Methan – CH4 – hinzu. Das rechne sich, weil das Methan-haltige Erdgas derzeit so billig sei, sagt Randy Cortright, Gründer und technischer Vorstand von Virent. Und: Weil im Vergleich zu anderen BtL-Anlagen weniger Biomasse nötig sei, um eine bestimmte Menge Kraftstoff zu erzeugen, falle die Fläche, von der die Biomasse stammt, kleiner aus.
Der Nachteil ist allerdings, dass in diesem Verfahren zusätzliches Kohlendioxid freigesetzt wird – was ja durch die BtL-Kraftstoffe eigentlich vermieden werden soll. Der geringere Flächenbedarf beim Input wiege diese Emissionen aber auf, sagt Cortright.
Von einer Produktion im industriellen Maßstab ist Virent jedoch noch ein paar Jahre entfernt. Ein technisches Hindernis ist die geringe Haltbarkeit der bislang verwendeten Katalysatoren. Denn die werden durch Schwefel und andere Verunreinigungen in den Molekülen der Biomasse angegriffen. "Wie lange halten die Katalysatoren, wie hält man sie stabil? Diese Fragen müssen erst beantwortet werden", sagt Susanne Jones vom Pacific Northwest National Laboratory. Virent arbeite an widerstandsfähigeren Katalysatoren, versichert Cortright. Immerhin sei der Prozess bereits so kostengünstig, dass er schon fast mit dem Raffinieren von Rohöl konkurrieren könne – vorausgesetzt, die eingesetzte Biomasse könne zu einem vernünftigen Preis eingekauft werden.
Wie bei vielen jungen Unternehmen im Biosprit-Markt könnte das erste echte Produkt von Virent aber etwas ganz anderes sein. Coca-Cola hat mit dem Start-up nämlich eine Entwicklungsvereinbarung geschlossen, eine Chemikalie für seine Plastikflaschen zu produzieren. Die erste Produktionsanlage hierfür soll 2015 gebaut werden. (nbo)
