In den Tank statt in den Trog
Mit Dioxin belastetes Fett im Tierfutter sorgte für einen Lebensmittelskandal. Jetzt haben Forscher aus dem hessischen Gießen ein Verfahren entwickelt, wie aus solchen Fetten Benzin erzeugt werden kann.
Tank statt Futtertrog, lautet das Motto von Ernst Stadelbaur. Der Chemieprofessor leitet an der Technischen Hochschule Mittelhessen in Gießen das Labor für Entsorgungstechnik. Dort hat sich der Tüftler darüber Gedanken gemacht, wie sich die Fette aus der Biodieselproduktion am besten verwerten ließen. Seine Antwort ist ein pfiffiges Verfahren, das sich "Thermokatalyse" nennt und in der Natur ein bekanntes Vorbild hat.
"Diese Katalyse ahmt eigentlich die natürliche Erdölbildung nach. Nämlich, dass vor Jahrmillionen aus Algen, aus abgestorbenen Pflanzen und Tieren durch geologische und geochemische Prozesse die Eiweißstoffe, die Fette, die Kohlenhydrate umgewandelt wurden. Nur der Zeitverlauf ist kürzer, weil wir bei höheren Temperaturen arbeiten, sodass wir binnen drei Stunden sozusagen aus fetthaltigen Abfällen Treibstoffe machen können."
Dieser fetthaltige Abfall - in dem Fall der Rückstand aus der Biodieselproduktion - wird in einer Destillationsanlage so stark erhitzt, dass er zunächst flüssig und dann gasförmig wird.
Herzstück dieser Anlage ist der Katalysator. Im Gießener Labor befindet er sich in einem blau lackierten, zylinderförmigen Behälter - etwas größer als ein Feuerlöscher. Und durch diesen Zylinder strömen dann die gasförmigen Fettrückstände:
"Dort findet dann die Umsetzung statt. Das weiterhin gasförmige Produkt wird dann in einem Kühler kondensiert und aufgefangen. Damit erhalten wir dann das Rohöl, das nachher in einer weiteren Destillationskolonne aufgetrennt wird in die jeweiligen Benzin- und Dieselfraktionen und einem übrig bleibendem Sumpf."
Der Energietechniker Dr. Bernd Weber preist diesen dunkelbraunen, dickflüssigen Sumpf als wichtige Schadstoffsenke. Dort landet ein Großteil jener Problemsubstanzen, die zuvor noch im ockerfarbenen fetthaltigen Abfall verteilt waren:
"Vorteil von diesem Verfahren ist, dass es einmal ein thermischen Verfahren ist. Ich habe also schon eine gewisse Zerstörung von organischen Komponenten. Und: Ich habe den Vorteil jetzt durch die Destillation. Die Verschmutzungen bleiben unten in der Blase. Das ist der erste Reinigungsschritt, den ich habe."
Entscheidend für den Erfolg des Verfahrens ist das, was im blau lackierten Zylinder passiert, dem Katalysator. Darin herrschen 400 Grad Celsius und die eingelassenen Substanzen sorgen für die chemische Umsetzung, die Katalyse. Die Gießener Forscher haben verschiedene Stoffgruppen als Katalysatoren erprobt. Darunter auch Holzasche aus dem heimischen Kaminofen des Professors:
"Welcher Katalysator letztlich zum Zuge kommt, ist eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Denn der Katalysator verbraucht sich im Laufe der Zeit. Setze ich einen billigen Katalysator ein - das wären zum Beispiel Aschen aus Verbrennungsprozessen, aus Feuerungsanlagen und Pellet-Heizungen, dann brauche ich den nicht regenerieren, dann kann ich den ohne weitere Maßnahmen abgeben."
Verbrauchte Asche raus, frische Asche rein – billiger lässt sich ein Katalysator nicht betreiben. Eines kann die Thermokatalyse jedoch nicht, zumindest nicht so gut: Dioxine zerstören. Nur 10 bis maximal 20 Prozent kann das Verfahren zurückhalten. Um diese krebserzeugenden Schadstoffe vollends zu vernichten, braucht es höhere Temperaturen als jene 400 Grad Celsius, die Bernd Weber bei der Thermokatalyse maximal erreicht:
"Das heißt, wir finden in unserem Kraftstoff dann auch anteilig Dioxine wieder. Was wir aber auch wissen: Wenn ich diesen Verbrennungsprozess habe in dem Motor, erreiche ich hohe Temperaturen von weit über 1.000 Grad, wo Dioxine zerstört werden. Jetzt rein von den Erkenntnissen, die es gibt, kann man davon ausgehen, dass da ein sehr hoher Abbaugrad vorhanden ist. Der im Bereich von über 95 Prozent oder wahrscheinlich 99 Prozent liegen wird."
Autos, Traktoren oder LKWs sind - zumindest in diesem Fall - sehr gute Schadstoffvernichter. Und somit besser als Puten oder Hühner geeignet, die Rückstände aus der Biodieselproduktion zu verwerten. Doch bevor es soweit ist, muss das durch die Thermokatalyse aus den Fettrückständen gewonnene Rohöl veredelt werden:
"Dieses Rohöl müssen Sie jetzt einem ganz normalen Raffinerieprozess unterziehen. Also Sie destillieren dieses Rohöl und bei diesem Rohöl erhalten Sie dann zu etwa 50 Prozent eine Dieselfraktion. Diese Dieselfraktion erfüllt alle Spezifikationen, alle Normwerte für mineralischen Diesel. Und Sie erhalten eine Benzinfraktion, die Normen für Benzin erfüllen muss. Und aus einer Tonne Tierfett oder Pflanzenfett oder Fettsäuren erhalten Sie 700 Kilogramm vom Rohöl, das Sie dann aufspalten - 50:50 - in Benzin und in Diesel."
Ab in den Tank damit und nicht in den Futtertrog. Wenn Biodieselproduzenten aus ihren Rückständen noch ein bisschen Sprit zusätzlich machen können, sinkt natürlich der Anreiz, dass die Fette als Billigmacher in die Hände von Futtermittelpanschern gelangen. Die Gießener Forscher haben ihr Thermokatalyse-Verfahren bereits patentieren lassen.
"Diese Katalyse ahmt eigentlich die natürliche Erdölbildung nach. Nämlich, dass vor Jahrmillionen aus Algen, aus abgestorbenen Pflanzen und Tieren durch geologische und geochemische Prozesse die Eiweißstoffe, die Fette, die Kohlenhydrate umgewandelt wurden. Nur der Zeitverlauf ist kürzer, weil wir bei höheren Temperaturen arbeiten, sodass wir binnen drei Stunden sozusagen aus fetthaltigen Abfällen Treibstoffe machen können."
Dieser fetthaltige Abfall - in dem Fall der Rückstand aus der Biodieselproduktion - wird in einer Destillationsanlage so stark erhitzt, dass er zunächst flüssig und dann gasförmig wird.
Herzstück dieser Anlage ist der Katalysator. Im Gießener Labor befindet er sich in einem blau lackierten, zylinderförmigen Behälter - etwas größer als ein Feuerlöscher. Und durch diesen Zylinder strömen dann die gasförmigen Fettrückstände:
"Dort findet dann die Umsetzung statt. Das weiterhin gasförmige Produkt wird dann in einem Kühler kondensiert und aufgefangen. Damit erhalten wir dann das Rohöl, das nachher in einer weiteren Destillationskolonne aufgetrennt wird in die jeweiligen Benzin- und Dieselfraktionen und einem übrig bleibendem Sumpf."
Der Energietechniker Dr. Bernd Weber preist diesen dunkelbraunen, dickflüssigen Sumpf als wichtige Schadstoffsenke. Dort landet ein Großteil jener Problemsubstanzen, die zuvor noch im ockerfarbenen fetthaltigen Abfall verteilt waren:
"Vorteil von diesem Verfahren ist, dass es einmal ein thermischen Verfahren ist. Ich habe also schon eine gewisse Zerstörung von organischen Komponenten. Und: Ich habe den Vorteil jetzt durch die Destillation. Die Verschmutzungen bleiben unten in der Blase. Das ist der erste Reinigungsschritt, den ich habe."
Entscheidend für den Erfolg des Verfahrens ist das, was im blau lackierten Zylinder passiert, dem Katalysator. Darin herrschen 400 Grad Celsius und die eingelassenen Substanzen sorgen für die chemische Umsetzung, die Katalyse. Die Gießener Forscher haben verschiedene Stoffgruppen als Katalysatoren erprobt. Darunter auch Holzasche aus dem heimischen Kaminofen des Professors:
"Welcher Katalysator letztlich zum Zuge kommt, ist eine Frage der Wirtschaftlichkeit. Denn der Katalysator verbraucht sich im Laufe der Zeit. Setze ich einen billigen Katalysator ein - das wären zum Beispiel Aschen aus Verbrennungsprozessen, aus Feuerungsanlagen und Pellet-Heizungen, dann brauche ich den nicht regenerieren, dann kann ich den ohne weitere Maßnahmen abgeben."
Verbrauchte Asche raus, frische Asche rein – billiger lässt sich ein Katalysator nicht betreiben. Eines kann die Thermokatalyse jedoch nicht, zumindest nicht so gut: Dioxine zerstören. Nur 10 bis maximal 20 Prozent kann das Verfahren zurückhalten. Um diese krebserzeugenden Schadstoffe vollends zu vernichten, braucht es höhere Temperaturen als jene 400 Grad Celsius, die Bernd Weber bei der Thermokatalyse maximal erreicht:
"Das heißt, wir finden in unserem Kraftstoff dann auch anteilig Dioxine wieder. Was wir aber auch wissen: Wenn ich diesen Verbrennungsprozess habe in dem Motor, erreiche ich hohe Temperaturen von weit über 1.000 Grad, wo Dioxine zerstört werden. Jetzt rein von den Erkenntnissen, die es gibt, kann man davon ausgehen, dass da ein sehr hoher Abbaugrad vorhanden ist. Der im Bereich von über 95 Prozent oder wahrscheinlich 99 Prozent liegen wird."
Autos, Traktoren oder LKWs sind - zumindest in diesem Fall - sehr gute Schadstoffvernichter. Und somit besser als Puten oder Hühner geeignet, die Rückstände aus der Biodieselproduktion zu verwerten. Doch bevor es soweit ist, muss das durch die Thermokatalyse aus den Fettrückständen gewonnene Rohöl veredelt werden:
"Dieses Rohöl müssen Sie jetzt einem ganz normalen Raffinerieprozess unterziehen. Also Sie destillieren dieses Rohöl und bei diesem Rohöl erhalten Sie dann zu etwa 50 Prozent eine Dieselfraktion. Diese Dieselfraktion erfüllt alle Spezifikationen, alle Normwerte für mineralischen Diesel. Und Sie erhalten eine Benzinfraktion, die Normen für Benzin erfüllen muss. Und aus einer Tonne Tierfett oder Pflanzenfett oder Fettsäuren erhalten Sie 700 Kilogramm vom Rohöl, das Sie dann aufspalten - 50:50 - in Benzin und in Diesel."
Ab in den Tank damit und nicht in den Futtertrog. Wenn Biodieselproduzenten aus ihren Rückständen noch ein bisschen Sprit zusätzlich machen können, sinkt natürlich der Anreiz, dass die Fette als Billigmacher in die Hände von Futtermittelpanschern gelangen. Die Gießener Forscher haben ihr Thermokatalyse-Verfahren bereits patentieren lassen.