EU-Forschungsprojekt zu alternativen Kraftstoffen abgeschlossen

Fraunhofer demonstriert Verfahren zur Erzeugung von klimaneutralen Kraftstoffen aus Klärschlamm

Im Projekt "To-Syn-Fuel" wurde ein vom Fraunhofer Institut UMSICHT entwickeltes Verfahren zur Herstellung von Kraftstoffen aus Biomassereststoffen im Demonstrationsma√üstab umgesetzt. Aus 500 Tonnen Kl√§rschlamm wurden bislang mehr als 50.000 Liter biogenes Roh√∂l gewonnen. Der Bau eines Gro√üdemonstrators im bayerischen Hohenburg (Landkreis Amberg-Sulzbach) wurde im Rahmen eines EU-Vorhabens (11 europ√§ische Partner) mit 12,5 Millionen Euro gef√∂rdert. Zum Abschluss des Projekts absolvierte ein Testfahrzeug mit dem Kraftstoff eine Rundreise von mehr als 2000 Kilometern durch Europa. 


Projektleiter Dr. Robert Daschner von Fraunhofer UMSICHT fasst die Ergebnisse des Projekts zusammen: "Mit To-Syn-Fuel konnten wir erstmals im gro√ütechnischen Ma√üstab demonstrieren, dass sich biogene Rest- und Abfallstoffe in thermisch stabile, fl√ľssige Bio√∂le umwandeln lassen. Die Weiterverarbeitung solcher √Ėle in einer Raffinerie schien vor wenigen Jahren noch undenkbar." Die √Ėle wurden im Projekt √ľber einen Hydrierprozess zu Kraftstoffen umgesetzt. Sie erf√ľllen bei entsprechender Weiterverarbeitung die wichtigsten Normanforderungen f√ľr Benzin (EN 228 ) und Diesel (EN 590). Sie sind daher mischbar mit herk√∂mmlichen Kraftstoffen und lassen sich ohne Motorumbauten bei gleicher Leistung einsetzen. Der CO2-Fu√üabdruck je gefahrenem Kilometer reduziert sich um √ľber 85 Prozent. Wird der feste Kohlenstoff (Biokohle), der im Herstellungsprozess anf√§llt, eingelagert, lassen sich bilanziell CO2-negative Kraftstoffe erzeugen. 

Die Fraunhofer-Wissenschaftler gehen davon aus, dass die Herstellungsskosten f√ľr den alternativen Kraftstoff je nach Gr√∂√üe der Produktionsanlage, der Art des Endprodukts und der Besteuerung mit denen fossiler Kraftstoffe vergleichbar sein k√∂nnten. Sie w√ľrden damit oberhalb von Ethanol und Biodiesel aus Energiepflanzen, aber unterhalb anderer alternativer Kraftstoffe beispielsweise aus Power-to-X Verfahren liegen. Im Gegensatz zu herk√∂mmlichem Biodiesel stehen sie nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion.
In der Projektlaufzeit (2017 bis 2022) wurden mehr als 500 Tonnen Kl√§rschlamm zu 50.000 Litern √Ėl umgesetzt, woraus sich zusammengenommen 40.000 Liter Benzin, Diesel und Kerosin gewinnen lassen. Neben Kl√§rschlamm sind auch andere biogene Rest- und Abfallstoffe in dem Verfahren verwertbar, z.B. G√§rreste, G√ľlle, Bioabf√§lle oder Minderholz. Nach Berechnungen von Fraunhofer liegt das technische Potenzial solcher Rest- und Abfallstoffe allein in Deutschland bei mehreren Millionen Tonnen. Ein zus√§tzlicher Vorteil bei der Verwertung von Abf√§llen: die Entsorgungskosten f√ľr die kommunalen Haushalte k√∂nnten gesenkt werden. 
Die Fraunhofer Forscher sehen als Anwendungsgebiet vor allem Bereiche der Mobilit√§t, die kurzfristig schwer elektrifizierbar sind, zum Beispiel den Flugverkehr, die Schifffahrt oder den schweren (Schienen-) G√ľterverkehr. Hier k√∂nnten schnell Emissionen eingespart werden. Die Neufassung der EU Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RED II) sieht zudem vor, dass der Mindestanteil an fortschrittschlichen Bio-Kraftstoffen (d.h. zum Beispiel auf Basis von Abfall- und Reststoffen) von 0,1 Prozent im Jahr 2021 auf 1,75 Prozent im Jahr 2030 steigen soll.

Die im Fraunhofer-Verfahren hergestellten √Ėle k√∂nnen in konventionellen Raffinerieprozessen weiter- oder mitverarbeitet werden. Dadurch l√§sst sich neben Kraftstoffen das gesamte Produktspektrum einer Raffinerie abdecken. Auf diese Weise k√∂nnten zum Beispiel Chemikalien und Zwischenprodukte f√ľr Kunststoffe mit einem reduzierten CO2-Fu√üabdruck hergestellt werden. 

Fraunhofer TCR-Technologie

Die Kerntechnologie, die im To-Syn-Fuel-Projekt zum Einsatz kommt, ist das von Fraunhofer entwickelte TCR-Verfahren (Thermo-Katalytisches Reforming). Biogene Reststoffe werden dabei unter Sauerstoffabschluss bei 450 Grad in einem Schneckenreaktor erhitzt. Es entstehen Dampf und ein Feststoff. Der Feststoff, von der Beschaffenheit √§hnlich einer Pflanzenkohle, wird gezielt mit dem Dampf in Reaktion gebracht. Dadurch verbessert sich die Qualit√§t der sp√§teren Produkte Gas und √Ėl erheblich. Der Prozessdampf wird abgek√ľhlt, so dass eine √Ėl-Wasser-Mischung auskondensiert. Das Wasser wird abgezogen und es verbleibt ein Bio-Roh√∂l, vergleichbar mit einem fossilen Mineral√∂l. Das restliche, wasserstoffreiche Synthesegas wird gereinigt und kann f√ľr Synthesen oder als Energietr√§ger verwertet werden. Die Kohle kann eingelagert oder in anderen Anwendungen genutzt werden. Die Vorentwicklungen zur TCR-Technologie wurden vom bayerischen Wirtschaftsministerium unterst√ľtzt. Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger sagte hierzu: "Fortschrittliche Biokraftstoffe aus Rest- und Abfallstoffen sind ein Baustein auf dem Weg zu einer klimafreundlichen Mobilit√§t. Bayern wird die Entwicklung solcher Kraftstoffe auch k√ľnftig weiterverfolgen."

2000 Kilometer Rundtour mit Stopover in Br√ľssel

Zum Abschluss des Projekts wurde ein Serien-PKW als Testfahrzeug mit dem erzeugten Kraftstoff auf eine √ľber 2000 Kilometer lange Rundtour durch Europa geschickt. Beim Stopover in Tschechien traf das Team den deutschen Rallye-Weltmeister Walter R√∂hrl, der sich von der Technologie beeindruckt zeigte. Beim Stop in M√ľnchen erl√§uterte Projektleiter Dr. Robert Daschner das Vorhaben dem bayerischen Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger. In der Folgewoche wurde das Testfahrzeug in Br√ľssel auf der EUSEW 2022 (European Sustainable Energy Week) pr√§sentiert. Der Projektabschluss in Hohenburg fand Ende September statt. 

Weiterentwicklung und Industrialisierung

Die Forschung und Entwicklung zur TCR-Technologie soll weitergehen: aktuell beschäftigen sich die Fraunhofer Wissenschaftler intensiv mit der Nutzung der Kohle, der Verbesserung der Wasserstoffausbeute und der Gewinnung von Ammoniak aus stickstoffreichen Einsatzstoffen. Die erste industrielle Anwendung der Technologie ist ebenfalls in Planung: Die Raffinerie Bayernoil will die Fraunhofer-Technologie in größerem Maßstab umsetzen und beabsichtigt bis spätestens 2030 bis zu 400.000 Tonnen (100.000 Tonnen Trockensubstanz) Klärschlamm zu verarbeiten, das wären rund 40 Prozent des bayerischen Aufkommens. Erzeugt werden daraus vorrangig nachhaltige Flugkraftstoffe.

Link zur Originalnachricht >>>

¬© Fraunhofer-Institut f√ľr Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Institutsteil Sulzbach-Rosenberg



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