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Aus Stroh wird Sprit – TU Darmstadt entwickelt Verfahren ohne Emissionen

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Von: Joachim Wille

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Stroh ist hierzulande in großen Mengen verfügbar und verrottet normalerweise nach der Ernte auf den Äckern.
Stroh ist hierzulande in großen Mengen verfügbar und verrottet normalerweise nach der Ernte auf den Äckern. © Getty Images

Forschenden der TU Darmstadt gelingt die Umwandlung von Stroh in Methan ohne zusätzliche Energie – und ohne CO2-Emissionen.

Darmstadt – Kraftstoff aus Stroh – das gibt es bereits. Der Biosprit-Hersteller Verbio aus Sachsen-Anhalt zum Beispiel produziert Biomethan aus dem Reststoff vom Feld, das unter anderem für Busse mit Gasantrieb genutzt wird. Ein neues Verfahren, entwickelt an der Technischen Universität Darmstadt, kann die Produktion von Kraftstoffen aus Agrar-Reststoffen oder Bio-Abfällen nun noch effizienter machen. Der Umwandlungsprozess funktioniert nämlich ohne zusätzliche Energie. Das Verfahren könne dazu beitragen, „die Transportbranche in Richtung CO2-Neutralität zu bewegen“, so das Entwicklungsteam.

Stroh ist hierzulande in großen Mengen verfügbar, es geht um rund 20 Millionen Tonnen jährlich. Nach der Ernte verrottet ein großer Teil davon normalerweise auf dem Acker. Würde ein Großteil davon zu Kraftstoffen umgewandelt, könnte, so heißt es bei Verbio, zum Beispiel etwa 50 Prozent des Schwerlastverkehrs darauf umgerüstet werden. Zudem würde die „Teller oder Tank“-Debatte entschärft, denn für das Stroh und die Bioabfälle müssen ja keine Pflanzen wie Raps oder Weizen als Energierohstoff angebaut werden.

Aus Stroh wird Sprit: TU Darmstadt entwickelt Verfahren mit negativem CO2-Fußabdruck

Bei der Umwandlung der Reststoffe werden diese in einem Reaktor erhitzt und in gasförmige Produkte überführt. Das Team vom Institut für Energiesysteme und Energietechnik der TU Darmstadt arbeitet mit einer neuen Vergasertechnologie, bei der der dafür erforderliche Sauerstoff durch die Oxidation eines reichlich verfügbaren und ungiftigen Metalloxids bereitgestellt wird. Bei der Methode ist man nicht mehr auf kostspieligen reinen Sauerstoff angewiesen, der üblicherweise bei Vergasungsprozesse erforderlich ist.

Ein weiterer Vorteil der Technologie, die unter Leitung von Professor Bernd Epple entwickelt wurde: Sie ermöglicht eine effiziente Abtrennung des während der Vergasung gebildeten Treibhausgases Kohlendioxid (CO2) in einer nachgeschalteten Synthesegas-Reinigungsanlage. Wird dieses CO2 endgelagert oder etwa in der Chemieproduktion genutzt, weist die gesamte Prozesskette von der Biomasse zum Kraftstoff sogar einen negativen CO2-Fußabdruck auf.

Kraftstoff aus Sprit: Pilotanlage steht in Darmstadt

In Darmstadt wurde bisher eine Pilotanlage mit einer Leistung von einem Megawatt gebaut. Als nächste Schritte plant das Team zwei weitere Versuchskampagnen, um den Vergasungsbetrieb zu optimieren und weitere Prozessschritte zu entwickeln. Dabei geht es um die Reinigung des gewonnenen Methans und dann die Umwandlung in flüssige Kraftstoffe. Diese könnten dann etwa auch in herkömmlichen Lkw als Diesel-Ersatz oder im Flugverkehr statt Kerosin genutzt werden. Verläuft die Entwicklung weiter erfolgreich, könnte das Verfahren schließlich großtechnisch umgesetzt werden.

Die Anwendungspalette ist breit. „Mit dem Verfahren können verschiedenste Kohlenwasserstoffe synthetisiert werden“, sagte Epple der Frankfurter Rundschau. Der Blick richte sich dabei vor allem auf Bereiche, die derzeit nicht ohne den Einsatz fossiler Energieträger auskommen – etwa auf die chemische Industrie. „Wir betrachten dabei speziell die Fischer-Tropsch-Produkte“, so Epple. Diese Stoffe dienten dort als Grundchemikalien und könnten somit einen Teil des fossilen Rohöls substituieren. Sie ließen sich aber eben auch für den Verkehrssektor nutzen.

Umwandlung von Stroh in Sprit: Kein Sauerstoff und keine Emissionen

Der Professor betont: „Das Verfahren ist fortschrittlicher als vergleichbare Vergasungstechnologien, da kein Sauerstoff benötigt wird und gleichzeitig keine Emissionen auftreten.“ Zudem fielen in der Produktion nur geringe Mengen Abfällen an. Es handelt sich dabei Epple zufolge um Abwasser, das aufbereitet werden kann, und um Eisenstaub, der ebenfalls für weitere Anwendungsbereiche genutzt wird, etwa in der Stahlherstellung.

Die Darmstädter Entwicklung ist Teil des sogenannten CLARA-Horizon-2020-Projekts zur Herstellung von Biokraftstoffen durch „Chemical Looping Gasification“, in dem unter Leitung der TU Darmstadt 13 Forschungsinstitutionen aus mehreren Ländern zusammenarbeiten, darunter auch die Universitäten von Wien, L’Aquila und Ulster, sowie der Energiekonzern RWE Power. Es wird von der Europäischen Union mit knapp fünf Millionen Euro gefördert. (Joachim Wille)

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