RENEWBILITY „Stoffstromanalyse nachhaltige Mobilität im Kontext ...

Institut für Verkehrsforschung
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Mikroorganismen und damit durch biologische Prozesse. Für eine Kraftstoffproduktion
sind dabei die nachfolgend aufgeführten Routen relevant:
� Durch alkoholische Gärung (d. h. aerobe Fermentation) erfolgt die Konversion
von zellulose-, stärke- und zuckerhaltiger Biomasse, wobei die Kohlenhydrate
mit Hilfe von Mikroorganismen (z. B. Hefe) gespalten und über mehrere
Zwischenprodukte zu Ethanol umgewandelt werden. Während zuckerhaltige
Biomasse direkt vergoren werden kann, müssen stärkehaltige Energieträger
zunächst enzymatisch in Zucker umgewandelt werden. Gleiches gilt für
zelluloseartige Bestandteile, die vor der Fermentation einer Hydrolyse
unterzogen werden. Nach der Fermentation wird das in der sog. fermentierten
Maische enthaltene Ethanol über Destillation, Rektifikation und Entwässerung
gereinigt.
� Bei der anaeroben Fermentation (d. h. Vergärung unter Sauerstoffabschluss)
findet die Konversion von organischen Substraten zu einem Gasgemisch (sog.
Biogas) statt, das zu Großteilen aus Methan besteht. Die Vergärung besteht
aus mehreren Teilprozessen, wobei organische Verbindungen durch
säurebildende und methanbildende Bakterien abgebaut werden. Für den
Einsatz als Kraftstoff wird das Biogas entsprechend durch Gasreinigung auf
Erdgasqualität aufbereitet. Biogas kann ebenso über die Dampfreformierung zu
Synthesegas konditioniert werden.
Thermo-chemische Erzeugung
Durch eine thermo-chemische Konversion erfolgt die Umwandlung organischer Stoffe
(im Regelfall biogener Festbrennstoffe) maßgeblich unter dem Einfluss von Wärme in
flüssige und/oder gasförmige Sekundärenergieträger mit definierten Eigenschaften.
Dabei sind für die Kraftstofferzeugung folgende Konversionsrouten von Bedeutung:
� Über die Route der Vergasung wird Biomasse bei hohen Temperaturen (600
bis 1.500 °C) und unterstöchiometrischer Zufuhr eines sauerstoffhaltigen
Vergasungsmittels (wie Luft, Sauerstoff oder Wasserdampf) möglichst
vollständig in gasförmige Energieträger umgewandelt /84/. Je nach
Vergasungsmittel kann die partielle Oxidation des Einsatz¬materials die
notwendige Wärme für die endothermen Reaktionsschritte liefern, so dass eine
Energiezufuhr von außen nicht erforderlich ist (d. h. autotherme Vergasung).
Wird die erforderliche Prozesswärme durch Wärmeträger oder Beheizung von
außen zugeführt, liegt eine allotherme Vergasung vor. Über eine anschließende
Gasreinigung und -konditionierung kann das bei der Vergasung entstehende
Rohgas so aufbereitet werden, dass es in einer Synthese zu flüssigen oder
gasförmigen Kraftstoffen (z. B. Methanol, Fischer-Tropsch, Dimethylether,
Synthetic Natural Gas) umgewandelt oder weiter zu einem gasförmigen
Kraftstoff (z. B. Wasserstoff) aufbereitet werden kann. Daneben besteht die
Option der Dampfreformierung, bei der die in gasförmigen Bioenergieträgern
(z. B. Rohgas aus der Vergasung) enthaltenen Kohlenwasserstoffe mit
Endbericht, Teil 1
Dezember 2009