Nachwachsende Rohstoffe in der Wikipedia, Band 1

Bioethanol 144
Prozessschritte
Um die Glucose für die Ethanolproduktion zu gewinnen, muss der Rohstoff je nach Art aufbereitet werden:
• Stärkehaltige Rohstoffe wie Getreide werden vermahlen. Durch enzymatische Zerlegung wird in der
Verflüssigung/Verzuckerung die Stärke in Zucker umgewandelt.
• Zuckerhaltige Rohstoffe wie Melasse können direkt fermentiert werden.
• Cellulosehaltige Rohstoffe wie Stroh müssen ebenfalls durch Säuren und Enzyme aufgespalten werden.
Das Produkt der Rohmaterialaufbereitung ist eine zuckerhaltige Maische, die in der Fermentation mit Hefe
(Saccharomyces cerevisiae) versetzt wird. Es entsteht eine alkoholische Maische mit etwa 12 % Ethanolgehalt.
Diese wird in der Destillation/Rektifikation bis zu einer Konzentration von 94,6 % zu so genanntem Rohalkohol
gereinigt (ein Azeotrop, das sich nur aufwendig durch Schleppmitteldestillation trennen lässt). In der Entwässerung
wird daher der verbliebene Wasseranteil von rund 5 % in einem Adsorptionsprozess mittels Molekularsieb entfernt.
Das Endprodukt hat meist eine Reinheit von über 99,95 %. Je nach Anwendungsfall und energetischen
Rahmenbedingungen werden aber auch andere Verfahrensschritte (Membranverfahren, Druckwechseladsorption,
etc.) eingesetzt.
Diese hohe Reinheit ist für die Mischung mit Benzin erforderlich, da sich andernfalls das Wasser absetzt. In
Fahrzeugen, die mit reinem Alkohol betrieben werden (wie in den Anfängen in Brasilien) kann auch wasserhaltiger,
also nicht vollständig dehydrierter Rohalkohol eingesetzt werden.
Nebenprodukte
Als Nebenprodukt entsteht Schlempe, welche die Reststoffe der Maische abhängig vom Rohmaterial enthält.
Getreideschlempe ist nährstoffreich und wird getrocknet als Futtermittel mit hohem Proteingehalt vermarktet
(Trockenschlempe, auch DDGS = „dried distillers grains and solubles“). Vinasse, die bei der Melassevergärung
zurückbleibt, wird agrartechnisch zum Beispiel ebenfalls als Tierfutterzusatz oder als Düngemittel genutzt.
Eine weitere Möglichkeit für die Verwendung der Schlempe ist die Energiegewinnung durch thermische
Verwertung, d. h. die Verbrennung zwecks Dampferzeugung für die Ethanolanlage. Neben einer Senkung der
Produktionskosten wird dadurch die Treibhausgasbilanz der Produktion verbessert.
Bagasse, die Faserstoffe aus der Zuckerrohrvergärung, wird aufgrund des geringen Nährwertes nicht direkt als
Futtermittel für die Tierernährung eingesetzt. Die Restenergie der Bagasse wird stattdessen häufig über eine teils
mehrstufige Methanvergärung in den Energiekreislauf der Destillerie zurückgeführt, wodurch die Kosten je Einheit
produzierten Ethanols reduzierbar sind. Schwachpunkt dieses Ansatzes und auch der bisher sehr konkurrenzfähigen
lateinamerikanischen, auf Zuckerrohr basierenden Biokraftstoffproduktion ist die alleinige Ausrichtung auf die
produzierte Menge Ethanol. Trotz mangelnder Flexibilität liegt der große Vorteil der Zuckerrohrnutzung jedoch in
der günstigeren Rohstoffbasis, dem deutlichen Standortvorteil und dem geringeren Kapitalaufwand durch den
Verzicht auf großvolumige Trocknungsanlagen. Derzeit sind Unternehmungen dieser Art die günstigsten Anbieter
von Ethanol auf dem Weltmarkt und stellen das Modell dar, das Neueinsteiger wie Indien und Thailand wählen.
Abhängig von der Prozessführung sind weitere Nebenprodukte möglich (z. B. Maiskeimöl, Kohlendioxid).
Cellulose-Ethanol
Hauptartikel: Cellulose-Ethanol
Die Produktion aus Stärke und Zuckerrohr wird potentiell den langfristig steigenden Bedarf an Bioethanol nicht
decken können. Die nur begrenzt zur Verfügung stehenden landwirtschaftlichen Anbauflächen, ökologische
Probleme bei der notwendigen Intensivierung der Landwirtschaft und die Konkurrenz zum Lebensmittelmarkt
begrenzen die Produktion von Bioethanol auf diesem herkömmlichen Wege. Eine Alternative besteht darin, für die
menschliche Ernährung ungeeignete Nutzpflanzen oder Pflanzenabfälle zu nutzen. Diese hauptsächlich aus
Cellulose, Hemicellulose und Lignin bestehenden Materialien fallen in hohen Mengen an und sind billiger als stärke-