Stroh und Holzreste in Kraftstoffe und Bausteine für die chemische Industrie umwandeln

Viele Produkte, deren Herstellung heute noch auf Erdöl oder anderen fossilen Ressourcen wie Kohle oder Erdgas basiert, sollen künftig auf der Grundlagenachwachsender Rohstoffe produziert werden. „Biomasse ist langfristig der einzige erneuerbare Energieträger, der Kohlenstoff liefert“, sagt Nicolaus Dahmen. „Wir wollen den in der Biomasse enthaltenen Kohlenstoff in Produkte umwandeln, die zum Beispiel für die Herstellung von Kunststoffen genutzt werden können.“ Dahmens Forschung ist ein Beitrag zur Weiterentwicklung der Bioökonomie, einer nachhaltigen Form des Wirtschaftens durch effiziente Nutzung von biologischen Ressourcen. Auf dem Weg hin zu einer biobasierten Industrie trägt die Forschung am KIT insbesondere dazu bei, Biomasse künftig im industriellen Maßstab verarbeiten zu können. Reststoffe der Forst- und Landwirtschaft wie zum Beispiel Stroh werden dabei mithilfe chemisch-technischer Verfahren umgewandelt: Die langkettigen Moleküle des Pflanzenmaterials werden thermisch gespalten, die dabei entstehenden Zwischenprodukte dienen dann als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe und eine breite Palette chemischer Produkte.

Im Projekt bioliq, dessen wissenschaftlicher Koordinator Dahmen ist, wird ein solches Verfahren beispielhaft entwickelt. Die Pilotanlage auf dem Campus des KIT ist Teil des Energy Lab, Europas größter Forschungsinfrastruktur für erneuerbare Energien. Sie kombiniert dezentrale und zentrale, großtechnische Verfahrensschritte zum Erzeugen, Umwandeln und Speichern von erneuerbarer Energie. Im bioliq-Prozess wird fein gehäckselte Biomasse durch Schnellpyrolyse bei 500 Grad Celsius innerhalb von Sekunden in ein dickflüssiges Vorprodukt umgewandelt. Dessen Energiedichte ist um ein Vielfaches höher als die des Ausgangsmaterials, sodass durch das verringerte Volumen Transportkosten eingespart werden können. Dieses Stoffgemisch wird zu Synthesegas weiterverarbeitet, aus dem sich verschiedene Grundchemikalien und Kraftstoffe herstellen lassen. „Beim bioliq-Verfahren wird mit hohen Drücken von bis zu 80 bar gearbeitet, die den Prozess effizienter machen – auch damit betreten wir weitgehend Neuland“, betont der Chemiker. Die mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, des Landes Baden-Württemberg und der EU errichtete Pilotanlage dient als Forschungsplattform für zahlreiche interdisziplinäre wissenschaftliche Fragestellungen. Unter anderem untersuchen Forschende am KIT, welche unterschiedlichen pflanzlichen Rohstoffe sich für die Verarbeitung eignen. „Unter den derzeitigen Rahmenbedingungen ist das Verfahren noch nicht wirtschaftlich, aber wir betreiben Vorsorgeforschung für die Zukunft“, sagt Dahmen. Dass ein solch komplexes und langfristiges Forschungsthema unter anderem von der Helmholtz-Gemeinschaft unterstützt wird, sei ein wichtiger Standortvorteil in Deutschland, so der Wissenschaftler. (afr)

Der Presseservice des KIT stellt gerne den Kontakt zwischen den Medien und Prof. Nicolaus Dahmen her.

Fotonachweise
Foto Bioliq: Markus Breig, KIT
Porträt Prof. Nicolaus Dahmen, IKFT: KIT