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BtL-Kraftstoff (Biomass to Liquid, deutsch: Biomasse zu Flüssigkeit) bezeichnet Kraftstoffe, die aus Biomasse synthetisiert werden. Im Gegensatz zu Biodiesel wird BtL-Kraftstoff allgemein aus fester Biomasse (z. B. Brennholz, Stroh, Bioabfall, Tiermehl, Schilf) also aus Zellulose bzw. Hemizellulose und nicht nur aus Pflanzenöl also Ölfrüchten hergestellt. Damit ist der Hektar-Ertrag bedeutend höher.

Prinzipiell können mit der BtL-Herstellung, die aus einer Kombination mehrerer Verfahrensschritte besteht, verschiedenste Kraftstoffsorten erzeugt werden. Das können neben herkömmlichen Kraftstoffersatzstoffen auch vollkommen neu entwickelte und auf moderne Motoren abgestimmte Kraftstoffe sein.

Gegenwärtig liegt der Schwerpunkt der BtL-Entwicklung praktisch ausschließlich auf der Entwicklung und Herstellung von Dieselkraftstoffen. Sie werden unter Bezeichnungen wie SunDiesel® oder Eco-Par vertrieben. Die benötigte Technologie ist noch nicht im großindustriellen Maßstab vorhanden, doch erste Demonstrationsanlagen arbeiten bereits. Die Motivation zur Entwicklung von BtL-Kraftstoff entstammt nicht zuletzt der Annahme, dass in wenigen Jahrzehnten nicht mehr ausreichend Rohöl gefördert werden kann, um die Nachfrage zu decken.

Geschichtlicher Hintergrund

Auch Erdöl entsteht auf natürlichem Wege aus organischen Materialien, die unter hohem Druck und hoher Temperatur stehen. Dabei wandeln sie sich in Kerogene und später in Kohlenwasserstoffe um und wandern, da sie leichter als Wasser sind, bis sie unter einer undurchlässigen Gesteinsschicht ankommen und sich zu einer Lagerstätte sammeln.

Erste Versuche

Die Techniken zur Herstellung von Biogas und zur Umwandlung von Synthesegas mit der Fischer-Tropsch-Synthese in einen flüssigen Kraftstoff sind bereits seit den 1920ern bekannt. Sie wurden teilweise auch schon im Zweiten Weltkrieg in Deutschland zur Herstellung von Kraftstoff mittels Kohleverflüssigung angewendet.

Es gelang jedoch damals nicht die Verfahren zu kombinieren, da Biogas nicht die notwendige Reinheit (teerfrei) besitzt und der zusätzliche technische Aufwand und damit die Kosten im Vergleich zur Förderung und Verarbeitung von Rohöl zu hoch waren.

Herstellung

Die Verarbeitung beginnt damit, die stark wasserhaltige Biomasse zu trocknen. Als Ausgangsmaterial finden sowohl Biomasseabfälle, wie Stroh oder Restholz, als auch speziell für die Kraftstofferzeugung angebaute Nutzpflanzen Verwendung. Die getrocknete Biomasse wird anschließend zu Synthesegas umgewandelt, um dann verflüssigt zu werden.

Moderne Syntheseverfahren

Es gibt bereits verschiedene Verfahren im Demonstrationsmaßstab, wie das der deutschen Choren Industries GmbH, womit Biomasse, im Größenmaßstab von einigen hundert Litern am Tag, zu BtL-Kraftstoff umgewandelt werden kann. Im August 2005 hat Choren vereinbart, zusammen mit dem Mineralölkonzern Shell die weltweit erste großtechnische Fertigungsanlage für 15.000 Tonnen BtL-Kraftstoff im Jahr zu errichten. Die Anlage soll Ende 2006 in Betrieb gehen und zu Kosten von 1,0 Euro je Liter Treibstoff produzieren. Der nächste Schritt soll dann im Jahr 2009 mit einer Anlage in Lubmin zur Produktion von 200.000 Tonnen BtL-Kraftstoff im Jahr gegangen werden. Es wird erwartet, dann zu 0,60 Euro je Liter Treibstoff produzieren zu können und damit in der Größenordnung von Biodiesel aus Raps zu liegen.

Geplant ist dabei, das Carbo-V®-Verfahren von Choren zur Produktion von Biogas mit dem von Shell entwickelten Shell Middle Distillate Synthesis, einem weiterentwickelten Fischer-Tropsch-Verfahren, zu kombinieren. Shell erzeugt damit bereits im großindustriellen Maßstab im malaysischen Bintulu GtL-Kraftstoff aus Erdgas und mischt ihn seinem "V-Power"-Kraftstoff bei.

Carbo-V®-Verfahren

Dieses Verfahren beruht auf einem zweistufigen Prozess, wobei zuerst bei ca. 450 °C die stückige Biomasse in Koks und teerhaltiges Schwelgas zerlegt wird. Während der Biokoks ausgeschleust und zermahlen wird, erfolgt bei ca. 1500 °C eine Flugstromvergasung, so dass die längerkettigen Kohlenwasserstoffe des Schwelgases in einfache Moleküle und damit in ein teerfreies Gas zerlegt werden können. Die hohe Temperatur dieses Gases wird anschließend benutzt, um den ausgeschleusten Biokoks bei nun 900 °C ebenfalls zu vergasen. Das damit entstandene Rohgas ist teerfrei und nach dem Entstauben und Waschen von gleicher Qualität wie Erdgas.

Kraftstoffeigenschaften

Es gibt derzeit noch keine Messwerte. Fischer-Tropsch-Kraftstoffe werden eine 7% geringeren volumetrischen Energieinhalt im Vergleich zu Diesel haben, eine niedrigere Viskosität und eine viel höhere Cetanzahl pdf.

BtL-Kraftstoff ist frei von Schwefel und Aromaten. Durch die Steuerung des Synthese-Prozesses kann der Treibstoff gezielt auf niedrige Stickoxid- und Rußemissionswerte "eingestellt" werden. Der Einsatz von BtL-Kraftstoff erfordert keine oder nur geringfügige Änderungen am Verbrennungsmotor und keine speziellen Zuleitungen, was einen Vorteil gegenüber dem Einsatz von Rapsmethylester (Biodiesel) darstellt.

Marken

Eco-Par

Eco-Par® ist der Markenname der schwedischen Oroboros AB für einen bereits seit September 2004 am Markt befindlichen GtL-Kraftstoff für Dieselmotoren. Neben der Umstellung einiger Stadtbusse in Schweden ist Eco-Par auch vereinzelt bereits in Deutschland erhältlich. Der Kraftstoff kann ohne Modifikationen am Motor verwendet werden. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften ähneln denen des von Choren in Deutschland zunächst nur im kleinen Rahmen produzierten SunDiesel®.

Biotrol/SunFuel/SunDiesel

Die Begriffe SunFuel® und SunDiesel® sind eingetragene Marken von Volkswagen. DaimlerChrysler verwendete die Bezeichnung Biotrol, mittlerweile unter Lizenz von Volkswagen ebenfalls SunDiesel®. Hersteller dieses Kraftstoffes ist die deutsche Firma Choren Industries.

SunDiesel® ist eine wasserklare, ölige Flüssigkeit und frei von Schwefel und Aromaten. Sie ist wesentlich schadstoffärmer als vergleichbare Kraftstoffe (35 - 55 %) und verbrennt unter weniger Ausstoß von Schadstoffen. Der Kraftstoff zeichnet sich durch eine, im Vergleich zu herkömmlichem Diesel, viel geringere Anzahl an verschiedenen im Gemisch enthaltenen Stoffen aus. Diesel hat rund 400, SunDiesel® nur etwa 10 Bestandteile. Durch richtige Spezifikation entweder des Kraftstoffs (z.B. durch Anpassung der Dichte) oder auch des Motors, lässt sich eine "genauere" Verbrennung erzielen, was dann die Emissionen von Ruß, Kohlenmonoxid und auch Stickoxiden reduziert. Ein weiterer Vorteil ist die hohe Cetanzahl von über 70 (Maß für die Zündwilligkeit; das EU-Mindestmaß beträgt 49).

Geschichte

Schon Mitte der 1990er hatte der Leiter des DDR-Brennstoff-Instituts Bodo Wolf die Idee, aus Holz Kraftstoff herzustellen. Unter Kombination des Carbo-V-Verfahrens (dreistufiges Vergasungsverfahren, bei dem Biomasse zu Synthesegas umgewandelt wird, das sich durch Teerfreiheit und geringe Methananteile auszeichnet) mit dem der Fischer-Tropsch-Synthese (großtechnisches Verfahren zur Umwandlung von Synthesegas in flüssige Kohlenwasserstoffe) ist die Ausführung nun greifbar und kommt jetzt als zweistufiges BtL-Verfahren zur Anwendung.

Produktion und Markteinführung
Im großen Stil wird die SunDiesel®-Produktion bei der sächsischen Firma Choren Industries, zu deren Gesellschaftern auch Bodo Wolf gehört, betrieben. Nach drei Jahren der Forschung an einer Pilotanlage soll 2006 im sächsischen Freiberg die "Beta-Anlage" anlaufen. Die angepeilte Jahresproduktion von 15.000 Tonnen soll als erste Tankfüllung von neuen Mercedes- und VW-Automobilen ausgeliefert werden.

Für 2009 ist die Inbetriebnahme einer Großanlage für 400 Mio. Euro in Lubmin geplant, deren Jahresausstoß dann 200.000 Tonnen betragen soll. Die Biomasse soll aus der näheren Umgebung stammen, wodurch indirekt und direkt neue Arbeitsplätze geschaffen werden. Im August 2005 stieg der Ölkonzern Shell im Rahmen einer Minderheitsbeteiligung in das Geschäft ein und wird damit Technik und Vertriebsnetz stellen. Mit der anlaufenden Massenproduktion soll der Anteil von GtL (Gas To Liquids: Umwandlung von Erdgas in flüssige synthetische Produkte), das nicht so klimaneutral verbrennt wie SunDiesel®, von 5% an der Kraftstoffmarke "V-Power" durch BtL ersetzt werden. Der Anteil soll dann noch vergrößert werden, was wesentliche Emissionsvorteile bringt.

Für 30 Jahre wird der Marktanteil von BtL auf 20% prognostiziert.

Umweltauswirkungen

Aus 4 Kilogramm Holz kann 1 Liter Sunfuel® gewonnen werden. Theoretisch kann jeder Dieselmotor auch mit SunDiesel® betrieben werden. In der Praxis ergab sich ein verringerter Ausstoß von (unverbrannten) Kohlenwasserstoffen (um 40%), Kohlenmonoxid und Rußpartikeln. Allerdings musste auch ein leichter Leistungsverlust hingenommen werden.

Schätzungen zufolge soll sich auf einem Hektar Ackerland soviel Biomasse anbauen lassen, dass daraus jährlich ca. 4000 Liter BtL-Kraftstoff hergestellt werden können (Quelle: siehe (1)).

Siehe auch

Weblinks

Kraftstoff Bioenergie

Biomass to liquid | Biocarburant | Biobrandstof | Biocombustible | Biopaliwa | Biobränsle | Nhiên liệu sinh học

 

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