Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) forscht Chemiker Nicolaus Dahmen daran, pflanzliche Reststoffe wie Stroh und Holzabfälle durch Schnellpyrolyse in synthetische Kraftstoffe und chemische Grundstoffe umzuwandeln. Dahmen, wissenschaftlicher Koordinator des Projekts bioliq, sieht in der Biomasse den einzigen erneuerbaren Energieträger, der langfristig Kohlenstoff liefert – und damit die Grundlage für eine fossile Rohstoffe ersetzende Industrie.
Das Forschungsvorhaben ist eingebettet in die Bioökonomie, eine auf biologischen Ressourcen basierende Wirtschaftsweise. Ein zentrales Ziel ist es, Biomasse künftig im industriellen Maßstab verarbeitbar zu machen. Die Pilotanlage des bioliq-Projekts auf dem KIT-Campus ist Teil des Energy Lab, der nach Eigenangaben größten Forschungsinfrastruktur für erneuerbare Energien in Europa.
Schnellpyrolyse verwandelt Pflanzenmaterial in Synthesegas
Das bioliq-Verfahren setzt auf eine mehrstufige Prozesskette, bei der fein gehäckselte Biomasse zunächst durch Schnellpyrolyse bei 500 Grad Celsius innerhalb von Sekunden in ein dickflüssiges Zwischenprodukt umgewandelt wird. Dessen Energiedichte ist vielfach höher als die des ursprünglichen Pflanzenmaterials, was das Volumen erheblich reduziert und Transportkosten senkt. In einem zweiten Schritt wird dieses Stoffgemisch zu Synthesegas weiterverarbeitet, das als Ausgangsbasis für verschiedene Grundchemikalien und Kraftstoffe dient.
Ein technisches Merkmal des Verfahrens sind die eingesetzten Hochdrücke von bis zu 80 bar, die den Prozess effizienter gestalten. „Beim bioliq-Verfahren wird mit hohen Drücken von bis zu 80 bar gearbeitet, die den Prozess effizienter machen – auch damit betreten wir weitgehend Neuland“, betont Dahmen. Die Pilotanlage wurde mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft, des Landes Baden-Württemberg und der Europäischen Union errichtet und dient als Forschungsplattform für interdisziplinäre wissenschaftliche Fragestellungen – unter anderem zur Frage, welche pflanzlichen Rohstoffe sich für die Verarbeitung eignen.
Vorsorgeforschung im Rahmen der Helmholtz-Gemeinschaft
Unter den derzeitigen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen ist das bioliq-Verfahren noch nicht rentabel. Dahmen ordnet die Arbeit seines Teams entsprechend ein: „Unter den derzeitigen Rahmenbedingungen ist das Verfahren noch nicht wirtschaftlich, aber wir betreiben Vorsorgeforschung für die Zukunft.“ Die Forschung zielt darauf ab, technologische Grundlagen zu schaffen, die bei veränderten wirtschaftlichen oder regulatorischen Bedingungen eine industrielle Skalierung ermöglichen.
Die Unterstützung durch die Helmholtz-Gemeinschaft bewertet Dahmen als wesentlichen Standortvorteil für Deutschland. Komplexe, langfristig angelegte Forschungsvorhaben wie bioliq sind auf institutionelle Trägerstrukturen angewiesen, die kurzfristige Verwertungslogiken überbrücken können. Die dezentralen und zentralen Verfahrensschritte des bioliq-Prozesses – vom Erzeugen über das Umwandeln bis zum Speichern erneuerbarer Energie – spiegeln den integrativen Ansatz wider, den das Energy Lab als Gesamtinfrastruktur verfolgt.
