Jetzt kommt Zucker in den Tank
Anti-Klopfzusätze für Kraftstoffe aus Zucker? In Leuna nimmt eine Anlage ihren Betrieb auf, die aus Grünabfällen Isobuten herstellt. Normalerweise wird das Additiv aus Erdöl gewonnen. In deutsch-französischer Zusammenarbeit entstand jetzt eine Anlage, in der Bakterien den Rohstoff für Kraftstoffadditive erzeugen. Audi will den Zusatz testen.
Strömungsrohrreaktor: Das Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna stellt in Kürze biobasierte Zusatzstoffe für Benzin her.
Foto: Fraunhofer CBP
Nachdem es dem französischen Unternehmen Global Bioenergies (GBE) vor knapp zwei Jahren erstmals gelang, Isobuten im Labor aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen, geht jetzt im sachsen-anhaltinischen Leuna eine Pilotanlage in Betrieb, in der das Verfahren zur Industriereife gebracht werden soll. Partner ist das Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP) der Fraunhofer-Gesellschaft, ebenfalls in Leuna angesiedelt. Gemeinsam haben sie einen 5000-Liter-Fermenter installiert, in dem jährlich 100 t des begehrten Rohstoffs hergestellt werden sollen.
Vakuumdestillationsanlage am Fraunhofer CBP: Ziel ist es, die Herstellung von Isobuten nach dem Fraunhofer-Testlauf in einen industriellen Maßstab zu übertragen. Das könnte viel Geld einbringen: Der Isobuten-Weltmarkt liegt laut dem französischen Unternehmen Global Bioenergies GBE bei 25 Milliarden Dollar.
Quelle: Fraunhofer CBP
Das Kohlenwasserstoffgas ist Ausgangsmaterial für die Herstellung von Isooktan. Das ist ein Benzinzusatz, der verhindert, dass das Luft-Treibstoff-Gemisch in den Kolben vorzeitig explodiert – es verhindert das so genannte Klopfen. Bisher wird Isobuten aus Erdöl hergestellt. Die Fermentationsanlage hat 5,7 Millionen Euro gekostet. Die spendierte das deutsche Bundesministerium für Bildung und Forschung.
Industrielle Produktion ist das Ziel
Ausgangsmaterial für Isobuten sind die Zuckerarten Glukose, Arabinose und Xylose, die in Biomasse wie Holz, Stroh und Gartenabfällen stecken. Manipulierte Bakterien verwandeln die Zuckerarten in das gewünschte Gas. Anfangs gelang das nur mit Glukose oder Stärke, die in Getreide und Zuckerrüben vorkommen.
Hochdruckrührkesselreaktor: In Leuna geht jetzt eine Pilotanlage in Betrieb, die aus nachwachsenden Rohstoffen Isobuten herstellt.
Quelle: Fraunhofer CBP
In einer zweiten Anlage wird aus Isobuten Isooktan hergestellt. Dieser Prozess ist zwar seit langer Zeit etabliert, lässt sich aber möglicherweise nicht ohne Modifikation auf das Bio-Isobuten übertragen. „Über den pflanzlichen Rohstoff und das biotechnische Produktionsverfahren könnten beispielsweise Substanzen in das Produkt gelangen, die als Katalysatorgift wirken oder den Verbrennungsprozess im Motor stören“, sagt Daniela Pufky-Heinrich, die das Projekt am CBP leitet.
Ziel ist es, den gesamten Prozess in einen industriellen Maßstab zu übertragen. Der Isobuten-Weltmarkt liegt laut GBE bei 25 Milliarden Dollar – das Gas ist auch Ausgangsmaterial für Kunststoff- und Gummiprodukte.
Audi steht als Tester bereit
Die Volkswagenmarke Audi und möglicherweise auch weitere Autohersteller und Mineralölunternehmen wollen das Bioadditiv testen, um herauszufinden, ob es genauso gut funktioniert wie das konventionell hergestellte.
GBE will auch ETBE (Ethyl-tert-butylether) aus Bio-Isobuten und Ethanol herstellen, ebenfalls ein auf Erdöl basierendes Anti-Klopfmittel. Das Isobuten für ETBE soll die Pilotanlage des Unternehmens im französischen Pomacle liefern. Diese hat eine Jahreskapazität von zehn Tonnen. Für die Synthese werden die am CBP vorhandenen hydrothermalen Reaktoreinheiten eingesetzt.
US-Forscher haben einen Schmierstoff entdeckt, der sich von selbst regeneriert – und hoffen, dass auf Additive im Schmieröl künftig vielleicht verzichtet werden kann. Eine Neuseeländer Brauerei hat sogar 2015 einen Biokraftstoff aus Bierabfällen erfunden.
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