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Naturwissenschaften und Umwelt: Energie
Erneuerbare Energien - Bioenergie - Biogene Energie
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Grafik Erneuerbare Energien Biomasse
Produktion von synthetischem Biokraftstoff
Das Carbo-V®-Verfahren Grafik
Umweltschonende Treibstoffe Grafik
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Schnellwachsende Baumarten für Produktion
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Erneuerbare Energie aus Biomasse Schweiz
Themen Natur und Technik Geografie-Erdkunde Klima
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Synthetischem Biokraftstoff BTL (Biomass to Liquid )

In Freiberg (Deutschland) wurde die Bauphase der weltweit ersten kommerziellen Anlage zur Herstellung von synthetischem Biokraftstoff (BTL) erfolgreich abgeschlossen. Die Beta-Anlage der Firma CHOREN produziert nach dem Erreichen der Nominalleistung rund 18 Millionen Litern BTL pro Jahr. Als Rohstoff wird Waldrestholz und Altholz eingesetzt. Die benötigte Biomasse steht nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Der synthetische Biokraftstoff ist ohne Einschränkungen für jeden Dieselmotor verträglich.

Das Anfahren der Beta-Anlage wird 8 bis 12 Monate in Anspruch nehmen.

113 Teilsysteme in 26 Hauptbetriebseinheiten müssen einzeln und in Kombination angefahren werden. Für die Inbetriebnahme dieser Systeme sind etwa 1 200 Handlungsschritte notwendig, die selbst wiederum aus mehreren Teilhandlungen bestehen.

Nach Angaben von CHOREN ist BTL ist eine Schlüsseltechnologie zur Erreichung der Klimaziele im Strassenverkehr. Eine bis zu 90%ige Reduktion der Treibhausgase, keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion und ein höheres Leistungsvermögen im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen sind die wichtigsten Merkmale des synthetischen Biokraftstoffes.

"Wir wollen weg vom Öl und hin zu regenerativen Energiequellen mit positiven Nebenwirkungen. Biokraftstoffe der zweiten Generation können uns hierbei helfen", sagte Prof. Dr. Martin Winterkorn, Vorsitzender des Vorstands der Volkswagen Aktiengesellschaft. "Volkswagen fordert und fördert seit langem Biokraftstoffe der zweiten Generation, die eine hervorragende Umweltbilanz aufweisen, dem Motor zur optimalen Verbrennung verhelfen und keine Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion darstellen", so Winterkorn weiter. "Der Biokraftstoff der zweiten Generation zeichnet sich durch eine hohe Qualität, eine hervorragende CO2-Bilanz und dadurch aus, dass er nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion steht", so Dr. Dieter Zetsche, Vorstandsvorsitzender der Daimler Aktiengesellschaft und Leiter Mercedes-Benz Cars.

Biosynthetischer Kraftstoff mit signifikanten Vorteilen

BTL verringert, verglichen mit fossilem Diesel, die CO2-Belastung über den gesamten Lebenszyklus um bis zu 90 %.

BTL ist aromaten- und schwefelfrei mit einem deutlich verminderten Ausstoss an Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffen, aber auch von Stickoxiden und Partikeln.

BTL ist designbar und kann in jedem heutigen und zukünftigen Dieselmotor ohne Modifikation verwendet werden.

Als Biomasse zur Produktion können primär Waldrestholz und Altholz sowie schnellwachsende Hölzer und landwirtschaftliche Restprodukte wie Stroh eingesetzt werden. Der BTL-Herstellungsprozess steht damit nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion.

BTL hat von allen Biokraftstoffen die höchste Flächenausbeute bei seiner Herstellung. Diese ist im Vergleich zu Biodiesel aus Raps um den Faktor 3 höher.

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Das Carbo-V®-Verfahren
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Das Carbo-V®-Verfahren

Das von CHOREN entwickelte Carbo-V®-Verfahren ist ein dreistufiges Vergasungsverfahren:
Im ersten Schritt wird die Biomasse kontinuierlich durch partielle Oxidation (Verschwelung) mit Luft oder Sauerstoff bei Temperaturen zwischen 400 und 500 °C karbonisiert, d. h. in festen Kohlenstoff (Biokoks) und teerhaltiges Gas (flüchtige Bestandteile) zerlegt.

In der zweiten Prozess-Stufe wird das teerhaltige Gas in einer Brennkammer oberhalb des Ascheschmelzpunktes der Brennstoffe mit Luft und/oder Sauerstoff nachoxidiert.

Im dritten Verfahrensschritt wird der zu Brennstaub gemahlene Biokoks in die heissen Verbrennungsgase eingeblasen. Dabei reagieren Brennstaub und Vergasungsmittel im Vergasungsreaktor zu Synthese-Rohgas. Dieses kann dann nach entsprechender Konditionierung als Brenngas zur Strom-, Dampf- und Wärmeerzeugung oder als Synthesegas für die SunDiesel®-Herstellung genutzt werden.

FT-Synthese

Die Umwandlung des Synthesegases in Kraftstoff erfolgt mittels Fischer-Tropsch (FT)-Synthese. Dabei reagieren die reaktiven Bestandteile des Synthesegases (CO und H2) an einem Katalysator zu Kohlenwasserstoffen. Die FT-Synthese wurde in den zwanziger Jahren des letzten Jahrhunderts in Deutschland entwickelt. Heute nutzt CHOREN die Weiterentwicklung von SHELL, das SMDS-Verfahren (Shell Middle Distillate Synthesis), welches bereits seit über 15 Jahren in Malaysia auf Erdgasbasis erfolgreich betrieben wird.

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Die Beta-Anlage in Freiberg
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Nominalleistung:
18 Millionen Liter BTL (= Jahresbedarf von ungefähr 15.000 PKW)
Das Anfahren nimmt 8 - 12 Monate in Anspruch

Biomassebedarf: rund 65 000 t Trockenmasse Holz pro Jahr

Rohstoffe:
Waldrestholz und Altholz
Bedarf ist weitgehend über mehrere Jahre abgesichert

Investitionen:
rund 100 Mio. Euro

Technische Details:
31,5 km Rohrleitungen, 57 km Elektrokabel
5.000 Armaturen, 5.000 Messsignale
60 Pumpen, 181 Behälter und Reaktoren
45 MW thermische Leistung
Partner:
Anlagenbau: EDL Anlagenbau, Leipzig

Synthese und Hydrocracking:
Shell Global Solutions

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CHOREN setzt auf schnellwachsende Baumarten für die SunDiesel®-Produktion

Mittelfristig haben Kurzumtriebsplantagen mit Weiden, Pappeln oder Robinien das Potential massgeblich zum Ausbau erneuerbarer Energien beizutragen und gleichzeitig einen attraktiven Einkommensstrom für landwirtschaftliche Betriebe zu sichern. Neben den klassischen Energieholz-Nutzungspfaden im Bereich Wärme und Stromproduktion wird ab diesem Jahr in Sachsen auch Diesel aus Holz hergestellt.

Mitte April 2008 beginnt das Anfahren der weltweit ersten kommerziellen Anlage zur Produktion von SunDiesel®. Der von CHOREN in Freiberg produzierte Biokraftstoff wird sich durch eine besonders hohe Produktqualität sowie eine hervorragende CO2-Bilanz auszeichnen. Die gesamte Produktion ist bereits langfristig an den CHOREN-Mitgesellschafter Shell verkauft.

Die Biomasseversorgung der Produktionsanlage mit 67 500 t Trockenmasse pro Jahr in der Anfangszeit zu jeweils 50% aus Waldholz und unbelastetem Recyclingholz bestehen. "Holzhackschnitzeln aus landwirtschaftlichen Schnellwuchsplantagen sollen jedoch in den kommenden Jahren einen zunehmenden Rohstoffanteil abdecken", erklärt Michael Deutmeyer als Verantwortlicher für die Rohstoffstrategie bei CHOREN. Eine erste Fläche in der Region Freiberg wurde 2007 unter Vertrag genommen und mit Weiden bepflanzt. In Mecklenburg-Vorpommern bewirtschaftet CHOREN bereits seit 2005 eine 20 ha Plantage.

Ebenfalls vor drei Jahren wurde von der Sächsischen Landesanstalt für Landwirtschaft eine Agrarholz-Demonstrationsfläche mit Weiden und Pappeln im Raum Freiberg etabliert. Die erste Ernte wurde am vergangenen Mittwoch im Beisein von interessierten Landwirten durchgeführt.

"Das Ertragsniveau der 5-6 Meter hohen Bäume nach drei Vegetationsperioden bestätigt, dass der Agrarholzanbau auch ökonomisch eine interessante Option für die lokale Landwirtschaft sein kann", betont Dr. Christian Röhricht, Energiepflanzenexperte der Landesanstalt für Landwirtschaft.

Ein Grossteil der geernteten Hackschnitzel soll nun bei CHOREN in SunDiesel® veredelt werden. Je nach Bodenqualität und Wasserverfügbarkeit können über Kurzumtriebsplantagen durchschnittlich zwischen 2.000 - 5.000 Liter SunDiesel® pro ha und Jahr erzeugt werden.

Schnellwachsenden Baumarten gedeihen auch auf Flächen die für klassische Ackerkulturen beispielsweise wegen Staunässe oder Schwermetallbelastung weniger gut geeignet sind. Die erste Ernte kann bereits drei Jahre nach der Anpflanzung mit einem modifizierten Maishäcksler erfolgen. Nach der Ernte treiben die Bäume wieder aus dem Wurzelstock aus und können ohne weiteren Aufwand wiederum nach 3 Jahren abgeerntet werden. Diese sogenannten Umtriebe lassen sich über einen Zeitraum von mindestens 20 Jahren ohne Ertragseinbussen wiederholen.

Interessierten Landwirten bietet CHOREN langfristige Hackschnitzel-Abnahmeverträge zu attraktiven Konditionen. Gemeinsam mit der deutschen Niederlassung des schwedischen Unternehmens "Lantmännen Agroenergi" wird zudem ein Rundum-Paket - von der Beratung über die Anpflanzung und die Plantagenpflege bis zur Ernte angeboten.

Da auch die Politik erkannt hat, dass Kurzumtriebsplantagen eine besonders umweltfreundliche Flächenbewirtschaftung ermöglichen und gleichzeitig einen wichtigen Beitrag zu unserer zukünftigen Energieversorgung leisten müssen, wird in Sachsen die Anpflanzung von Kurzumtriebsplantagen seit Kurzem mit 30% der kompletten Etablierungskosten finanziell gefördert.

CHOREN
Das Unternehmen CHOREN ist ein weltweit führender Anbieter von Vergasungstechnologien für feste kohlenstoffhaltige Einsatzstoffe. Mit dem international patentierten Carbo-V®-Verfahren hat sich CHOREN mit Sitz in Freiberg und Hamburg zum führenden Hersteller synthetischer Biokraftstoffe (BTL) entwickelt. Das Unternehmen kooperiert eng mit Shell, Volkswagen und Daimler, die sich nicht nur als Gesellschafter engagieren, sondern als wichtigste strategische Partner die weitere Entwicklung des Unternehmens begleiten.

CHOREN beschäftigt derzeit rund 230 Mitarbeiter, davon 70 in der Beta-Anlage in Freiberg.

Quelle: Text CHOREN Industries GmbH , April 2008
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Weitere Informationen
Umwelt Schweiz
Energie Schweiz Energieversorgung ...
Globaler Klimawandel OcCC: Klimaänderung und die Schweiz 2050
Globale Klimaberichte
Umwelt Schweiz Umweltprüfbericht der OECD
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Externe Links
CHOREN Industries GmbH
BiomassEnergie
Schweizerischer Biogas Fachverband
IEA Bioenergyetha
Holzenergie Schweiz
Agentur für erneuerbare Energien und Energieeffizienz
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