Biokraftstoffe

Schiffskraftstoff aus Herbstlaub

Forscher suchen im Projekt PyroMar Wege, Reststoffe wie Strauchschnitt, Laub oder Landschaftspflegeheu mithilfe der Pyrolyse zu einem Beimischprodukt für Schweröl umzuwandeln.

Es kommt Bewegung in den Kraftstoffmarkt für Hochseeschiffe: Vorgaben zur Reduzierung der Abgasemissionen erfordern neue nachhaltige Wege bei der Herstellung von Diesel und Schweröl. Weltweit emittieren Schiffe große Mengen an Schwefeldioxid und CO₂ in die Umwelt. Ihr Anteil am weltweiten CO₂-Ausstoß beträgt etwa 3 %; das entspricht dem gesamten CO₂-Ausstoß der Bundesrepublik Deutschland. Seit 2015 dürfen Hochseeschiffe innerhalb sogenannter Emission Control Areas (ECAs) – hierzu zählen u. a. die Sonderzonen Nord- und Ostsee, Bereiche der nordamerikanischen Küsten und die Küstengewässer rund um Puerto Rico – nur noch mit Kraftstoffen betrieben werden, deren Schwefelanteil bei maximal 0,1 Massen-% liegt. Und auch außerhalb dieser Zonen wurden die Vorgaben verschärft: Seit diesem Jahr gilt ein weltweiter Grenzwert von 0,5 Massen-% Schwefel.

Blends mit biogenen Beimischkomponenten

Die Vorgaben werden Einfluss auf den Schiffskraftstoffmarkt haben, Experten schließen nicht aus, dass es zu Lieferengpässen für Kraftstoffe mit niedrigen Schwefelanteilen kommen kann. Kraftstoffe auf Basis nachhaltiger biogener Rohstoffe könnten das Problem lösen und langfristig erdölbasierte Produkte zumindest teilweise ersetzen. Noch sind die Biokraftstoffe allerdings nicht in den geforderten Mengen zu produzieren. Zudem ist die Herstellung kostenintensiv. Abhilfe könnte die Verwendung biogener Beimischkomponenten bieten. Daran arbeitet das Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) im Rahmen des Projekts PyroMar gemeinsam mit Projektpartnern aus Rostock und Heidelberg.

Strauchschnitt und Laub als Rohstoff

Als Rohstoff hierfür dient bisher ungenutzte Biomasse, z. B. Stroh, Laub, Landschaftspflegeheu oder Strauchschnitt. Mittels Schnellpyrolyse entsteht aus der Biomasse im ersten Schritt Pyrolyseöl. Bei diesem Schritt werden organische Verbindungen bei hohen Temperaturen und ohne Sauerstoff in höherwertige Produkte umgewandelt. Das Öl enthält saure Komponenten, die in einem nächsten Schritt mit biobasierten langkettigen Alkoholen verestert werden. Dadurch erreichen die Forscher eine optimale Mischbarkeit mit fossilen Dieselkraftstoffen bzw. Schweröl ohne Zugabe von Wasserstoff, der häufig in anderen Biokraftstoffverfahren benötigt wird.

Auch die katalytische Herstellung der langkettigen Alkohole aus strohstämmigem Ethanol wurde am Fraunhofer UMSICHT entwickelt, sodass das Institut im Rahmen von PyroMar die gesamte Verfahrenskette zur Produktion biobasierter Beimischkomponenten darstellen kann.

Ganzheitliche Marktbetrachtung

Im Labor für Kraft- und Schmierstoffforschung der Universität Rostock wird aktuell sichergestellt, dass für die biobasierten Beimischkomponenten keine gesonderten Änderungen am Motor notwendig sind. Begleitend zur technischen Entwicklung der Beimischkomponenten werden eine Reihe von Studien erstellt, koordiniert durch das ifeu – Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg gGmbH: Unter anderem werden ökologische und ökonomische Nachhaltigkeitsbewertungen durchgeführt und die Biomassepotenziale sowie Absatzmärkte analysiert. Ebenfalls blicken die Beteiligten detailliert auf die rechtlichen Rahmenbedingungen und erarbeiten Ansätze für den Weg des PyroMar-Konzepts in den Markt.

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Diskussionen zum Artikel

von Erwin Schmidbauer

Zielkonflikte

Wenn man solche "Abfallprodukte" für die Herstellung von Pyrolyseölen verwendet, woher soll dann der neue Humus kommen, der jährlich abgebaut wird? Aktuell setzt man doch auf Komposte für den Humusaufbau und gerade diese genannten "Abfallprodukte" landen durchaus oft in Komposten.

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