CO₂ neutraler Diesel aus Bioreststoffen

 

Seit Jan. 2007 ist mit dem Biokraftstoffquotengesetz (BioKraftQuG) die Mineralölwirtschaft verpflichtet, einen wachsenden Anteil Biokraftstoff in den Verkehr zu bringen. Der Anteil wird durch die Quotenregelung festgelegt. Biokraftstoffe innerhalb der Quote werden mit dem Regelsteuersatz belegt. Der Mindestanteil kann dabei durch Beimischung zu Otto- und Dieselkraftstoff oder durch das Inverkehrbringen reinen Biokraftstoffs erbracht werden.

 

Ab 2015 erfolgt die Umstellung von der energetischen Biokraftstoffquote auf eine Klimaschutzquote zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen (THG-Emission) durch so genannte Biokraftstoffe. Festgelegt in der Quotenverpflichtung der Mineralölwirtschaft nach BImSchG §37a ff.

 

Zur Erreichung dieser politischen Ziele werden derzeit einige Forschungs- und Pilotanlagen bundesweit gefördert. Vorgestellt wurden die Ergebnisse gerade auf dem 12ten internationalen Fachkongress für Biokraftstoffe in Berlin unter dem Oberbegriff „Kraftstoffe der Zukunft“. Das Grußwort hielt Peter Bleser, parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesminister für Ernährung und Landwirtschaft.

 

Dabei scheint die bestehende TPT-Technologie allen Interessen gerecht zu werden. Ethisch, ökologisch und ökonomisch gesehen. Für die Herstellung von biogenen TPT-Diesel, auch der 2. und 3. Generation genannt, kommen statt Nahrungspflanzen Abfallbiomasse aus der Landwirtschaft zum Einsatz woraus sich neue Einkommensquellen ergeben. Für Kommunen und Betreibern von Kläranlagen sogar Einkünfte statt steigenden Entsorgungskosten aufgrund der neuen Klärschlamm-Düngemittelverordnung. Unabhängig also jeglicher Subventionen und Beimischungsgesetzen ist der Liter TPT-Diesel wettbewerbsfähig, auch noch gegenüber den inzwischen gefallenen Rohölpreisen oder Fracking. Der weltweit steigende Energiebedarf könnte mit Bioabfällen und der TPT-Technology somit CO₂-neutral aufgefangen werden.

 

 

2009 wurde nach vielen Weiterentwicklungen eine Anlage in Industriegröße als 0-Serie gebaut und hat im Dauerbetrieb erfolgreich über 100.000 Liter Diesel produziert. Nachdem die Funktion des Verfahren sich als ausgereift bestätigte wurde die Steuerung angepasst und mit div. Inputmaterialien Qualitätsversuche gefahren und Grundeinstellungen zu dem jeweiligen Inputmaterial abgespeichert. Bereits 2010 waren alle Versuche erfolgreich abgeschlossen und das Ziel Rohdiesel aus Biomasse zu produzieren war erreicht. Nun ging es an die Vermarktung des produzierten Diesels. Dabei stellten sich 3 Probleme heraus. 1) der Diesel hatte noch einen zu hohen Schwefelgehalt und keine Raffinerie wollte eine Lohn-Entschwefelung übernehmen 2) der Diesel war noch nicht ausreichend analysiert und auf mögliche negative Bestandteile untersucht wie Fettsäure 3) es gab noch keinerlei Freigaben von Motorenhersteller.

 

Aufgrund bestehender Finanzkrise und vorrstl. noch lang anhaltenden Absatzprobleme entschied sich die damalige Betreibergesellschaft MME zur Auflösung. Die produzierte Menge an Rohdiesel wurde von TPT aufgekauft und nach aufwendigen Analysen konnte der Absatzmarkt 2013/14 erschlossen werden. Somit kann die TPT-Technology GmbH als Anlagenhersteller heute nicht nur die Funktions- sonder auch die Marktfähigkeit nachweisen.

 

 

Die Funktion der Technology wurde 2009 durch die DEKRA in einem 100-Stunden-Test geprüft und der Ertrag in einer Massenbilanz festgehalten. Wie vom Prüfunternehmen Dekra attestiert – produziert die Anlage mit 1 Reaktor 400 Liter Diesel aus 1.000 kg Biomasse.

 

Die Jahresleistung der jetzt konstruierten Anlage mit 2 Reaktorbehältern erzeugt pro Jahr aus 10 Millionen Kilogramm organischen Trockenabfall 4 Millionen Liter Rohdiesel. Wenn man eine 10-jährige Abschreibung zu Grunde legt, liegt der Herstellpreis für 1 Liter TPT-Diesel inkl. aller Personalkosten bei ca. 20 Cent.

 

Die Firma Schaper Steuerungstechnik hat das Verfahren per SPS-Steuerung aufgearbeitet und als Industrieanlage im Dauerbetrieb vollautomatisiert. Mit hinterlegten Einstellungen und über 540 Messpunkte kann so eine gleichbleibende Dieselqualität garantiert werden für eine Vielzahl von organischen Inputstoffen. Für den Bau einer schlüsselfertigen Anlage kalkuliert TPT-Technology als Anlagenbauer inkl. seiner Zulieferanten ca. 9 Monate.

 

 

Biomass to liquid (BtL) bezeichnet eine Prozesskette, die Biomasse über die thermochemische Vergasung in Synthesegas umwandelt, aus dem anschließend flüssige Kohlenwasserstoffe synthetisiert werden. Die so erzeugten „biogenen“ Kohlenwasserstoffe können mit bekannten Prozessen der Erdölraffination zu marktfähigen Kraftstoffen, wie Diesel oder Benzin, aufgearbeitet werden. Unter dem Oberbegriff „XtL-Kraftstoffe“ werden Verfahren zusammengefasst, die synthetische Kraftstoffe erzeugen aus Kohle (CtL: Coal to liquid), Gas (GtL: Gas to liquid) oder eben Biomasse (BtL).

 

CtL-Kraftstoffe wurden bereits in den 1940er Jahren im Deutschen Reich und nach dem Zweiten Weltkrieg bis heute in Südafrika in großtechnischem Maßstab hergestellt. Auch die Produktion von GtL-Kraftstoffen ist seit den 1990er Jahren etabliert. Im Zuge der Energiewende rückten Erneuerbare Energien und damit auch Biokraftstoffe wie Biodiesel, Bioethanol und BtL in den Fokus. Vor dem Hintergrund der Klimaveränderung und wegen des begrenzten und somit teurer werdenden Erdöls wurden in den Industrieländern große Kapazitäten für Biokraftstoffe der ersten Generation, wie zum Beispiel Biodiesel oder Bioethanol, aufgebaut. BtL-Kraftstoffe wurden als Biokraftstoffe der zweiten Generation vor allem in Europa politisch stark gefördert. Ein Beispiel dafür ist das Carbo-V-Verfahren der mittlerweile gescheiterten Choren GmbH, die mit über 30 Millionen Euro an öffentlichen Fördergeldern subventioniert wurde. Grundsätzlich waren alle bisherigen BtL-Verfahren nicht wirtschaftlich.

 

Erfinder und Patentträger

 

Der Ingenieur und Verfahrenstechniker Eckhardt Siekmann konzentrierte sich bereits ab dem Jahr 2002 auf die Direktvergasung und führte vielversprechende Laborversuche an verschiedenen Universitäten und Hochschulen, wie der TU Karlsruhe, der TU Hamburg und der FH Münster, durch. Im Jahr 2006 ließ er seine ersten Entwicklungen patentieren. Über sieben Maschinengenerationen hinweg entstand so im Jahr 2009 der Prototyp der OM 1000. Die Bezeichnung steht für OelMaschine mit 1000 kg Input pro Stunde.

 

Das patentierte TPT-Verfahren (TPT = Thermische Physikalische Transformation) der OM 1000 beruht auf der Vergasung fester Stoffe durch Erhitzung unter Sauerstoffausschluss. Die Umwandlung geschieht in einem einstufigen Prozess.

 

 

Kernstück der Anlage ist ein Reaktor, der bei Zufuhr organischer Bio-Substanz den Vorgang der Erdölentstehung nachbildet. Beim Eintritt der Biomasse in ein ca. 370 Grad heißes Ölbad vergast die Biomasse innerhalb von Sekunden. Die vorhandenen Kohlen- und Wasserstoffmoleküle verbinden sich zu Kohlen-Wasserstoffketten und kondensieren in der Kühlstrecke zu einem Diesel/Wassergemisch. Anschließend wird das Wasser abgetrennt und übrig bleibt ein synthetischer Rohdiesel gem. EN 590 der auf die jeweils geforderten Höchstgrenzen entschwefelt werden muss.

 

Das Öl des Ölbads wird über ein Pumpensystem in einem ständigen Kreislauf geführt. Eine Filtereinheit trennt die verbleibende Kohle aus dem Öl. Das Reaktionswasser aus der Biomasse kann zu hochwertigen Phosphatdünger weiter aufbereitet werden. Die Anlage läuft Energie autark, da aus dem verbleibenden kurzkettigen Gas ein 1MW-elktr. Gasmotor BHKW betrieben wird welches für die gesamte Anlage benötigte Energie erzeugt. Die Abwärme dient zur Nachtrocknung der Input Biomasse.

 

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Quelle:

R+S Biotec GmbH

Knuth Nolting

Tel. 05223 650500

E-Mail: kn@rundsbiotec.de

 

www.tpt-technology.de