Als einer der führenden Hersteller von Spezialchemikalien sieht Clariant sich in der Verantwortung, Antworten auf aktuelle Herausforderungen wie den Klimawandel und die steigenden Bedürfnisse der Weltbevölkerung zu bieten. Aus Sicht des Unternehmens halten biotechnologische Verfahren einzigartige Möglichkeiten bereit, den Ansprüchen einer modernen, globalisierten Gesellschaft gerecht zu werden. Mit ihrer Hilfe lassen sich Lösungen für nachhaltigere Produktionsketten, erneuerbare und nachhaltige Formen der Energieversorgung sowie für innovative Produkte in zahlreichen Geschäftsfeldern finden.

Die innerhalb von Clariants Biotechnologie-Plattform entwickelten Verfahren eignen sich ideal zur Herstellung von nachhaltigen, biobasierten Chemikalien und Kraftstoffen und bieten enormes Potenzial, was die übergreifende Anwendung in unterschiedlichen Fertigungsprozessen betrifft. Zur Vermarktung und Weiterentwicklung der sunliquid® Technologie wurde die Business Line »Biofuels & Derivatives« ins Leben gerufen, die ein neues Segment innerhalb der Business Area Catalysis bildet.

In fast allen Ländern der Welt werden Feldfrüchte wie Weizen, Mais, Zuckerrohr oder Reis angebaut. Neben den als Nahrungs- und Futtermittel genutzten Früchten fallen dabei reichlich zellulosische Abfallprodukte an. Ein Teil dieses Materials wird auf den Feldern zur Bodendüngung eingesetzt und eine geringe Menge wird heute bereits für Wärmeaufbereitung, Stromerzeugung oder die Produktion von Biogas verwendet. Das Potenzial der nachwachsenden Rohstoffe ist in der aktuellen landwirtschaftlichen Praxis jedoch noch nicht vollständig ausgeschöpft.

Die USA, Asien und die Europäische Union sind die führenden Hersteller von landwirtschaftlichen Produkten. Regional stehen zur Gewinnung von Lignozellulose basiertem Ethanol verschiedenste Strohquellen zur Verfügung: Während in Europa der Schwerpunkt auf den Reststoffen der Weizen- und Gersteproduktion liegt, gibt es in Asien große Mengen Reisstroh (daneben überwiegt unter den sonstigen Getreidestrohsorten Hirsestroh), in Nordamerika Maisstroh und in Südamerika Bagasse als Nebenprodukt der Zuckerrohrproduktion.

Allein in der EU werden jährlich etwa 380 Millionen Tonnen Stroh aus Weizen und diversen anderen Getreidesorten sowie etwa 150 Millionen Tonnen Maisstroh produziert. Studien gehen davon aus, dass diese Menge aufgrund wachsenden Getreideanbaus in den kommenden Jahren ansteigen wird. Nur ein kleiner Teil wird derzeit für die Rückführung aufs Feld, für die Tierhaltung oder auch für den Pilzanbau genutzt. Ein Studienvergleich zeigt, dass abhängig von der Region und den dort vorherrschenden Bedingungen bis zu zwischen 30 und maximal 60 Prozent des anfallenden Strohs vom Acker gefahren werden können und somit für eine weitere Verwertung zur Verfügung stehen.

Eine Studie des International Council on Clean Transportation (ICCT) schätzt die praktisch in Europa verfügbare Menge an landwirtschaftlichen Nebenprodukten wie Stroh für das Jahr 2030 auf 139 Millionen Tonnen – im Vergleich zu
122 Millionen Tonnen in 2013.

Mithilfe innovativer Technologien könnten damit in Europa bereits rund 28 Millionen Tonnen (entspricht ca. 35 Millionen Liter) Zellulose-Ethanol hergestellt werden. Unter Annahme eines durchschnittlichen Spritverbrauchs von sechs Litern Benzin pro 100 Kilometern, was einem Bioethanolverbrauch von ca. acht Litern entspricht (Bioethanol hat eine niedrigere Energiedichte als Benzin), und einer durchschnittlichen Fahrleistung von 15.000 Kilometern pro Jahr,13 könnten damit rund 30 Millionen Fahrzeuge ein Jahr lang betankt werden.

Auch von der Bagasse bleibt neben der Energieversorgung der Zuckermühlen noch ein signifikanter Anteil für eine potenzielle Bioethanolherstellung übrig. Alternativ könnten diese Überschüsse durch Verbrennung in elektrische Energie umgewandelt und in das lokale Stromnetz eingespeist werden und so in den Ländern, in denen Bagasse anfällt, bis zu 25 Prozent des gesamten Energiebedarfs abdecken.

Das brasilianische Energie-Plan-Szenario schätzt, dass im Jahr 2030 fast 26 Millionen Tonnen Bagasse zur Verfügung stehen werden. Aufgrund der stark schwankenden Preise werden dabei kombinierte Verfahren, in denen Raffinerien sowohl Bioethanol als auch Strom erzeugen, als wirtschaftlich sinnvoll erachtet.

In den USA ist Maisstroh der Hauptausgangsstoff, wobei auch hier ein Teil für die Bodendüngung benötigt wird. Eine Studie des U.S. Department of Energy zeigt, dass sich das Angebot an Rohstoffen in den kommenden zwanzig Jahren grundlegend verändern dürfte. Nebst landwirtschaftlichen Abfallprodukten wird dabei eine Zunahme von Energiepflanzen, etwa verschiedene Grasarten oder Algen, prognostiziert.

Bis zum Jahr 2040 könnten in den USA zusätzlich fast 600 Millionen Tonnen Pflanzenreststoffe und spezielle Energiepflanzen für die Erzeugung nachwachsender Energiequellen zur Verfügung stehen.

Das sunliquid® Verfahren ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht attraktiv, denn es nutzt die verschiedenen Agrarreststoffe, die in den unterschiedlichen Regionen vor Ort verfügbar sind. Dadurch können Transport- und Energiekosten für die Logistik der volumenreichen Reststoffe gespart werden, die ansonsten die Ökobilanz negativ beein flussen würden.

Das sunliquid® Verfahren nutzt das volle Potenzial der Pflanzen, indem es derzeit nicht ausreichend genutzte ungenießbare Biomasse verwendet, und trägt damit zur Optimierung der Effizienz und Nachhaltigkeit von Biokraftstoffen bei.

Außerdem kann der Bioethanolertrag von einem Hektar landwirtschaftlicher Nutzfläche bei der Verwendung von der im Stroh enthaltenen Lignozellulose als Ressource deutlich gesteigert werden. Der sogenannte Flächenenergieertrag, der den Endenergiegewinn pro Hektar Anbaufläche beschreibt, setzt sich zusammen aus dem Biomasseertrag und der Effizienz der Prozesskette. Dieser Parameter zur Bewertung des ökonomischen Einsatzes der begrenzten Anbauflächen liegt für Ethanol aus Lignozellulose um das gut Dreifache höher als für Bioethanol aus Getreidekörnern.

Mehr über Bioethanol:

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Energetische Verwendung von Getreidestroh, Bagasse und Maisstroh im Sunliquid-Verfahren

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Die Funktionsweise - das sunliquid® Verfahren gliedert sich in vier technologische Teilbereiche

Die Praxis - Sunliquid im Einsatz

Kraftstoffe, Getränke und Nahrungsmittel sowie industrielle Zwecke: Verwendung von Bioethanol

Förderung von Biokraftstoffen und Bioethanol in einzelnen Ländern und Regionen

Glossar

Literatur (Links zuletzt geprüft am 20. 8. 2018)

Craiova - Bilder vom 12. September 2018

Clariant - Bilder vom "Groundbreaking-Event" für die neue Sunliquid-Fabrik im September 2018 in Podari, Rumänien 10/2018

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