von Roland Bauböck und Marianne Karpenstein-Machan
Warum sollte man auf diese Technik/Entwicklung umsteigen?
Wertschöpfung aus den Stoffen an der Anlage optimieren, Beitrag zur Kaskadennutzung, Zweites Standbein neben der Energieproduktion.
Stand der Entwicklung
Die Idee der Bioraffinerie, also die Erzeugung von sog. Plattformchemikalien oder Grundstoffen für die chemische Industrie aus Biomasse ist ein relativ neuer Forschungsansatz, der auf dem Konzept der Bioökonomie beruht. Die Bioökonomie beschreibt die Transformation bei der die Verarbeitung von fossilen Rohstoffen (Öl, Kohle) schrittweise durch nachwachsende Rohstoffe ersetzt werden. Begleitgedanken der Bioökonomie sind zudem die Kaskadennutzung (erst stoffliche, dann energetische Verwertung von Biomasse) und das Konzept der Kreislaufwirtschaft mit der Vermeidung von Abfällen (1). Die Gewinnung von sog. Plattfomchemikalien aus pflanzlicher Biomasse macht insbesondere dann Sinn, wenn nach der Extraktion dieser Grundstoffe (Aminosäuren, Sacharide, Lipide, Lignin, Färbe- und Duftstoffe) die verbleibende Biomasse der Vergärung/Energiegewinnung zugeführt wird, also z.B. an Standorten von Biogasanlagen. Die Technologiereife der verschiedenen Nutzungspfade ist bisher unterschiedlich weit entwickelt und für manche Verfahren existieren bereits Demonstrationsanlagen (2). Insgesamt ist diese Sparte der Kaskadennutzung von Biomasse an Biogasanlagen bisher kaum in der Praxis angekommen.
Rechtliche Situation
Für Anlagen dieser Art gilt das Bundesimmisionsschutzgesetz (BImSchG). Die Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImschV) stellt sicher, dass über Genehmigungs- und Überwachungsverfahren Anlagen, die unter diese Verordnung fallen, festgelegte Grenzwerte für Emissionen (z.B. Schall und Geruch) eingehalten werden und dass das Austreten von umweltschädlichen Substanzen und Stoffen durch entsprechende bauliche Maßnahmen im Vorwege verhindert wird.
Wirtschaftlichkeit
Alle Investitionen, die zu diesem Zeitpunkt in Bioraffinerieanlagen in Verbindung mit einer Biogasanlage getätigt werden, müssen besonders sorgfältig durchgerechnet werden. Dies liegt zum einen in der noch sehr neuen Technologie und zum anderen in den bisher wenig vorhandenen Erfahrungen mit dem Absatz der erzeugten Produkte. Insofern ist jede wirtschaftliche Tätigkeit in diesem Gebiet zunächst einmal Pionierarbeit und mit Risiken und Chancen gleichermaßen verbunden. Einerseits muss sichergestellt werden, dass ein guter Absatz der Produkte gegeben ist und anderseits muss auf der Inputseite der Zugriff auf eine ausreichende Rohstoffbasis gewährleistet sein. Eventuell würde sich, für die Erzielung von Kostendegressionen beim Anlagenbau und Risikominderung durch ein Gemeinschaftsprojekt, ein Zusammenschluss mehrerer kleiner Anlagen anbieten.
Ökologie
Die schrittweise Abkehr von der Nutzung fossiler Ressourcen für die Herstellung von Werkstoffen und Chemikalien ist im Hinblick auf die Verfügbarkeit, den Abbau und die damit verbundenen Treibhausgasemissionen sicherlich ein Ansatz, der in die richtige Richtung geht. Insbesondere Erdöl ist, auch wenn durch neue Techniken und Quellen bisher unwirtschaftliche Potenziale erschlossen werden, eine endliche Ressource. Aus diesem Grund wurde schon 2013 von der damaligen Bundesregierung die „nationale Politikstrategie Bioökonomie“ (3) auf den Weg gebracht. Ein Wandel hin zur Bioökonomie soll die Abhängigkeit von fossilem Öl als Grundstoff der chemischen Industrie verringern, die Wertschöpfung vor Ort steigern und gleichzeitig Ökosysteme vor weiteren Belastungen, die durch die Förderung, den Transport und die Verarbeitung von Mineralöl entstehen, zu schützen.
Praxisbeispiele
Bei der Biowert in Brensbach im Odenwald (Hessen) wird aus Grassilage Energie gewonnen und Biokunststoff hergestellt: https://biowert.com/.
Diese Art von Anlage ist bisher einzigartig in Deutschland! Grasfasern werden mit Anteilen von bis zu 75% mit Polyethylen, Polypropylen und anderen recyclingfähigen Kunststoffen zu verschiedenen Kunststoffprodukten wie z.B. Terassendielen verarbeitet. Aus dem energiereichen Pressaft der Gassilage wird zudem in einer eigenen Biogasanlage Energie gewonnen.
Die Firma Biofabrik aus Dresden gewinnt mit ihrer Anlage „Grüne Raffinerie“ in Blizevedly (Tschechische Republik) Aminosäuren und Energie aus Grassilage. Ähnlich wie bei dem Verfahren von Biowert (siehe oben), wird die Grassilage vor der Verarbeitung abgepresst. Allerdings geht hier der Grassaft in die Produktgewinnung (Aminosäuren) und die feste Phase wird in der Biogasanlage vergoren und zur Stromgewinnung genutzt. Aus den Aminosäuren lassen sich z.B. biobasierte Düngeprodukte („BLATTWERK“), aber auch Aminosäuren als Nahrungsergänzungsmittel herstellen.
Zum Weiterlesen
1. BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung) (Hrsg.). Nationale Forschungsstrategie Bioökonomie 2030. Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft [online], 2010. Verfügbar unter: https://www.bmbf.de/upload_filestore/pub/Nationale_Forschungsstrategie_Biooekonomie_2030.pdf
2. Dieckmann, C.; Lamp, A.; Schmidt, L.-M.; Andersen, L.; Baetge, S.; Kaltschmitt, M. Von der Biogasanlage zur Bioraffinerie – Perspektiven für zukünftige Biogasanlagenkonzepte, 2018. In: Zeitschrift für Energiewirtschaft, 2018, 42(3), 235-256. ISSN 0343-5377
3. Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Nationale Politikstrategie Bioökonomie. Nachwachsende Ressourcen und biotechnologische Verfahren als Basis für Ernährung, Industrie und Energie [online], 2014. Verfügbar unter: https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/DE/Broschueren/Biooekonomiestrategie.pdf?__blob=publicationFile&v=3