18/01/2012 - Willst du billige Biokraftstoffe?

Menéame

Virent, ein Biokraftstoffunternehmen mit Sitz in Madison, Wisconsin (USA), hat eine potenziell billige Methode zur Herstellung von Benzin und anderen wertvollen Chemikalien aus Gras und Holzsplitter entwickelt. Seine Methode reduziert die Kosten durch Vereinfachung oder Beseitigung kostspieliger Schritte in der Verarbeitung und durch die Verwendung von Erdgas zur Erhöhung der Brennstoffmenge, die aus einer bestimmten Menge Biomasse hergestellt werden kann.

Irgendwie ist der Prozess ähnlich wie bei der Raffination von Öl. Virent hat gezeigt, dass es für die Herstellung von Benzin, Diesel und Flugkraftstoff verwendet werden kann, und seine 100-Liter-Pilotanlage pro Tag erzeugt Kraftstoff, der für Formel-1-Rennen verwendet wird.

Wie bei vielen anderen Biokraftstoffunternehmen ist auch Virents erstes Großprodukt möglicherweise kein Brennstoff. Vor kurzem kündigte er ein Entwicklungsabkommen mit Coca-Cola an, um eine chemische Substanz herzustellen, mit der Kunststoffflaschen hergestellt werden können, und hofft, 2015 eine Anlage für diesen Zweck zu bauen.

Die Technologie des Unternehmens stellt eine der großen Herausforderungen bei der Herstellung fortgeschrittener Biokraftstoffe dar: Die Herstellung von Kohlenwasserstoffen aus Gras erfordert die Zersetzung der langen Cellulosemoleküle, die den größten Anteil des Rohstoffs ausmachen. Biomasse zu zersetzen ist teuer und wird normalerweise mit Zucker produzierenden Enzymen oder mit hohen Temperaturen und Drucken in Kohlenmonoxid und Wasserstoffgas umgewandelt. Der Virent-Prozess produziert mittlere Moleküle, die als Oligomere bezeichnet werden, die weniger Verarbeitung erfordern. Seine wichtigste Technologie ist eine Methode, um Oligomere in Kraftstoff zu verwandeln.

Die Erzeugung von Kohlenwasserstoffen aus Biomasse erfordert in erster Linie die Entfernung von Sauerstoff. Virent hat auch anorganische Katalysatoren entwickelt, die den größten Teil des Sauerstoffs aus den Molekülen entfernen, die es produziert. Dann verwendet er eine Reihe chemischer Reaktionen, um den verbleibenden Sauerstoff zu entfernen und die Moleküle neu zu konfigurieren, damit sie die notwendigen Eigenschaften für die Erzeugung von Kraftstoffen wie Benzin oder Chemikalien für die Herstellung von Plastikflaschen nehmen.

Das Hauptproblem bei der Herstellung von Kohlenwasserstoffen aus Gras und anderen Zellstoffquellen besteht darin, dass sie nicht den gleichen Anteil an Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen haben wie Brennstoffe und Chemikalien auf Erdölbasis: Sie besitzen zu viel Kohlenstoff. Um das richtige Verhältnis zu erreichen, kann man den zusätzlichen Kohlenstoff extrahieren oder Wasserstoff aus einer externen Quelle wie Erdgas hinzufügen. Die Entscheidung, was am sinnvollsten ist, ist auf eine wirtschaftliche Frage beschränkt. Heute ist Erdgas billig, so Randy Cortright, Gründer und technischer Leiter von Virent, so dass seine Nutzung billiger ist und damit alle Kohlenstoffatome in der Biomasse zur Brennstoffherstellung verwendet werden.

Die Ergänzung von Biomasse mit Erdgas-Wasserstoff reduziert auch die für die Erzeugung von Biokraftstoffen erforderliche Bodenmenge. Es hat jedoch einen Nachteil, und es ist, dass es Kohlendioxid freisetzt. Cortright weist jedoch darauf hin, dass der Umweltnutzen einer geringeren Landnutzung diese Emissionen ausgleichen würde.

Es wird Jahre dauern, bis das Unternehmen in großem Umfang kommerzielle Produktionen durchführt. Ein technisches Hindernis betrifft die Langlebigkeit der Katalysatoren, die das Unternehmen verwendet. Die Verwendung von Katalysatoren mit Biomasse ist besonders schwierig, da Schwefel und andere Schadstoffe aus Biomasse Katalysatoren vergiften und daher relativ häufig ersetzt werden müssen. "Das Leben des Katalysators ist immer wichtig. Wie lange dauert es, und wie bleibt es? Das muss gelöst werden," so Susanne Jones, Senior Research Engineer im nordwestlichen Pazifik-Nationallabor.

Cortright weist darauf hin, dass Virent Katalysatoren entwickelt, die gegenüber Verunreinigungen der Biomasse toleranter sind, sowie Reinigungsstufen. Im Allgemeinen stellt er fest, dass der Prozess "sehr nah am Wettbewerb mit Rohöl" ist, vorausgesetzt, der Biomassepreis sei angemessen.
 

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