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Arbeitsgruppe “Bioethanol”
Lignocelluloseaufschluss und integrierte Bioraffineriekonzepte
Ab Juli 2013 wird über 3 Jahre lang mit einem Fördervolumen von 600.000 € in zwei Forschungsprojekten im Fachgebiet Getränketechnologie des ILT.NRW die Arbeit im Bereich
„Lignocelluloseaufschluss und integrierte Bioraffineriekonzepte“ intensiviert.
Bioethanolforschung an der Hochschule
Ostwestfalen-Lippe
In der Getränketechnologie wurde 2008/2009 eine
erste Auftragsforschung für die Re.Fuel AG (Bad
Köstritz) durchgeführt. In einem ZIM-Projekt mit der
Erbslöh Geisenheim AG (2009-2011) wurde das
Potential für die Nutzung von stärkehaltigen Resten
der Lebensmittelindustrie zur Bioethanolproduktion
erforscht und erprobt. Seit 2011 wird das Praktikum
„Bioethanolherstellung“ für den Studiengang
Zukunftsenergien durchgeführt. In mehr als zehn
Projekt- und Bachelorarbeiten wurde an Verfahren zur
Herstellung von Ethanol aus Lignocellulose
(Biertreber, Maissilage, Stroh) gearbeitet.
Das Fachgebiet wurde u. a. zum Round Table
Bioökonomie NRW im Ministerium für Innovation,
Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-
Westfalen, eingeladen. Die Forscher sind Mitglied im
Forschungsnetzwerk Biogene Kraftstoffe ForNeBiK,
stellt den Wissenschaftlichen Beirat im Verein
Regionaler Brennereien e.V. und ist seit Jahren bei
entsprechenden Veranstaltungen der AGF e.V. (u.a.
European Bioethanol Meeting) in Detmold vertreten.
In einem Großversuch zur Herstellung von
Bioethanol aus Altbrot in der Brennerei Rockstedt
wurden 10,4 t Rückbrot der Firma Harry Brot zu 2453
Litern Ethanol verarbeitet, genug für eine Fahrleistung
von mehr als 20.000 km mit einem Mittelklassewagen.
Projekt aqua-Ethanol
„Delignifizierung von Lignocellulose durch
elektrochemische Aktivierung“
Ziel: Entwicklung einer hinreichend wirkungsvollen
Technik zum Aufschluss lignocellulosehaltiger
Substrate mittels Oxidation, Bau eines Pilotreaktors
Kooperationspartner: Aquagroup AG, Regensburg
Fördervolumen HS OWL: 173.000 €
Förderprogramm ZIM der AIF (Förderkennzeichen
KF3131401BN3 )
Laufzeit: 01.05.2013 – 31.10.2015
Projekt BioAL-COAL
„Erweiterung von Brennereien zu Lignocellulose-
Bioraffinerien durch Kombination innovativer
Konversionstechniken“
Ziel: Beitrag zur Substitution fossiler Brennstoffe
durch Einsatz versch. Technologien der Biomasse-
Verwertung
Fördervolumen HS OWL: 430.000 €
Förderprogramm Ingenieur-Nachwuchs des BMBF
(IN2013-425-052)
Laufzeit: 01.07.2013 – 31.06.2016
In Zusammenarbeit mit FG Abfallwirtschaft und
Deponiewesen, Prof. Ramke, Höxter
Abb.5 : Das Fachgebiet Abfallwirtschaft und Deponietechnik verfügt über
einen HTC-Reaktor (Pilotanlage in Kontainerbauweise) für die innovative
Technologie der hydrothermalen Carbonisierung (HTC).
Abb.1: Großversuch zur Herstellung von Bioethanol
in der Brennerei Rockstedt 2011
Abb.4: Fließbild des Bioraffineriekonzeptes BioAl-COAL Abb.2: Aufbau von Lignocellulose (Viehmann, 2008)
Abb.3: Beispiel einer Lignin-Struktur
Einführung
Der Klimawandel, die Energiewende und die künftig zu erwartenden Engpässe bei der Energie- und Rohstoffversorgung führen dazu, dass die Nutzung nachwachsender
Rohstoffe, insbesondere auch von organischen Abfällen und Reststoffen einschließlich Lignocellulose, forciert wird. Um einen Beitrag zur Substitution fossiler Rohstoffe zu
leisten, müssen die derzeitigen Konversionstechnologien für Biomasse effizienter und noch wesentlich flexibler gestaltet werden. Ohne eine gekoppelte Prozessführung im
Sinne einer Bioraffinerie wird in Zukunft keine Biomasseverwertung mehr auskommen.
Aus diesem Kontext wächst ein neues Forschungsfeld, wie auch durch die aktuelle ROADMAP BIORAFFINERIEN der Bundesregierung, die als Resultat der
HIGHTECHSTRATEGIE 2020, der Bioökonomie-Strategie 2030 und dem Nationalen Biomasseaktionsplan für Deutschland erarbeitet wurde und im Mai 2012 erschien,
deutlich wird. Der darin formulierten Forderung nach Demonstrationsvorhaben, die vertiefende ökonomische und ökologische Bewertungen von Biomasse-Nutzungspfaden
zum Gegenstand haben, möchte die Hochschule OWL im Projekt BioAL-COAL nachkommen.
Für die kurz- und mittelfristige Substitution fossiler Kraftstoffe für den Mobilitätssektor gibt es keine echte Alternative zu Biokraftstoffen. Sollten die Vorteile von Bioethanol
konsequent für die Erreichung dieser Ziele genutzt werden, werden weitere Produktionskapazitäten notwendig. Mittelständische Brennereien sind aufgrund ihrer dezentralen
Verbreitung prädestiniert, einen Beitrag zu leisten. Durch das Ende des Branntweinmonopols drohen mehr als 4000 Arbeitsplätze und abgeschriebene Anlagenkapazitäten
von etwa 1 Mio hl/a Ethanol wegzufallen.
Die HS OWL forscht in diesen Zusammenhängen an innovativen Technologien zum Lignocelluloseaufschluss (aqua-Ethanol), an Verfahren zur integrativen
Kaskadennutzung (vor allem in Verbindung mit HTC-Biokohle) und Konzepten für mittelständische Brennereien.
Prof. Dr.-Ing. Jan Schneider Timo Broeker, M.Sc. Linda Oppermann, B.Sc. Verena Wolff, B.Sc. Prof. Dr.-Ing. Hans-Günter Ramke Dipl.-Ing. Dennis Blöhse
Personen
Lemgo Höxter