„Reststoff2Kraftstoff“: Projektpartner erzeugen synthetische Kraftstoffe aus Papierreststoffen

Quelle: Fraunhofer Umsicht

Einen nachhaltigen Kraftstoff aus Papierreststoffen erzeugt das Fraunhofer Institut Umsicht im Projekt „Reststoff2Kraftstoff“. Gemeinsam mit sieben Partnern aus Industrie und Wissenschaft werden 50 Tonnen Einsatzmaterial aus der Papier- und Zellstoffindustrie zu CO2-neutralem Rohöl und weiter zu normgerechtem Benzin und Diesel verarbeitet. Nach Angaben des Fraunhofer Umsicht dienen die Ergebnisse aus dem Projekt als Ausgangspunkt für die Konzeption einer großtechnischen Anlage zur Verwertung von Faserreststoffen und Herstellung von regenerativem Rohöl.

Jährlich fallen in Deutschland nach Angaben vom Fraunhofer Umsicht circa vier Mio. Tonnen Faserreststoffe aus der Papier- und Zellstoffindustrie an. Die Entsorgung verursache in der Branche Kosten von insgesamt 160 Mio. € pro Jahr. Mit der thermischen Verwertung dieser Abfälle würden außerdem 500 Kilogramm fossiles CO2 pro Tonne freigesetzt, insgesamt ca. 1,5 Millionen Tonnen im Jahr.

Im Projekt werden 2.000 Liter Rohöl aus 50 Tonnen Faserreststoffen hergestellt

Im Projekt Reststoff2Kraftstoff werden 50 Tonnen Faserreststoffe vom Papierhersteller LEIPA zunächst vorbehandelt, also getrocknet und pelletiert. Das Einsatzmaterial wird anschließend im Technikum von Fraunhofer Umsicht Sulzbach-Rosenberg mit der patentierten thermo-katalytischen Reforming (TCR)-Technologie zu einem Rohöl umgewandelt. Dabei werden die Faserreststoffe zunächst in einem Schneckenreaktor pyrolysiert (intermediäre Pyrolyse).

In der zweiten Stufe, dem katalytischen Reforming, werden die entstehende Kohle und die Dämpfe gezielt in Verbindung gebracht, was die Gasausbeute und Qualität verbessert. Durch Kondensation werden Prozesswasser und Öl von der Gasphase getrennt, das Gas wird gereinigt und energetisch genutzt. Im Projekt entstehen so insgesamt 2.000 Liter Rohöl aus Faserreststoffen.

Rohöl wird in Gunvor Raffinerie als Drop-In-Fuel getestet

Das Rohöl geht anschließend an die bayerische Gunvor Raffinerie in Ingolstadt. Anhand von Laboruntersuchungen und Simulationen wird ermittelt, wie das regenerative TCR-Öl als „Drop-In-Fuel“ ein fossiles Rohöl in einer konventionellen Raffinerie 1:1 substituieren kann. Die Produktqualität des Öls, insbesondere seine thermische Stabilität, ist hierfür ausschlaggebend. Vorversuche mit TCR-Rohöl versprechen ein hohes Potenzial auf dem Weg zur Defossilisierung bestehender Raffinerien.

Nach der Qualifizierung des Öls wird eine Raffination im Technikumsmaßstab bei Fraunhofer Umsicht durchgeführt, in der das Rohöl zu erneuerbaren Kraftstoffen nach DIN EN 228 (Benzin) und EN 590 (Diesel) raffiniert wird. Hierfür stellt Clariant den Projektpartnern Bio-Ethanol aus der sunliquid-Demonstrationsanlage in Straubing zur Verfügung.

Fertige Kraftstoffe werden an BMW-Versuchsmotoren und in Serien-LKW getestet

Die fertigen Kraftstoffe werden anschließend an BMW-Versuchsmotoren auf Rollenprüfständen an der OTH Amberg-Weiden erprobt. Mit den Messergebnissen können die Parameter der Rohölerstellung und Raffination weiter optimiert werden.

Außerdem wird der erneuerbare Dieselkraftstoff von der Firma MAN Truck und Bus SE im Straßeneinsatz und unter Realbedingungen getestet. Hierfür kommt ein Serienmodell einer MAN-Sattelzugmaschine zum Einsatz. Mithilfe eines PEMS (Portable Emission Measurement System) werden die Emissionen analysiert.

Auch rechtliche Rahmenbedingungen werden beleuchtet

Neben der technischen Machbarkeit und Bewertung der Gesamteffizienz der Verwertungskette werden im Projekt auch die gesetzlichen Rahmenbedingungen für einen Kraftstoff aus Papierrückständen beleuchtet. Die Projektpartner von der Friedrich Alexander Universität Nürnberg analysieren hierfür insbesondere die geltenden Entlastungsmöglichkeiten nach dem Energiesteuergesetz sowie die steuerliche Förderung von Biokraftstoffen und anderen erneuerbaren Energieträgern.

Das Projekt Reststoff2Kraftstoff startete im Frühjahr 2021 und läuft bis 2024. Es wird vom Bundesministerium für Wirtschaft BMWi im Förderbereich „Energetische Biomassenutzung“ gefördert.

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