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