Daniel Klüh | RES | 21.01.2022
Ethanol wird schon heute als Treibstoff genutzt und Benzin zugemischt. Das findet man zum Beispiel an der Tankstelle, wenn man E-10 tankt. Diesem Benzin wurde dann bis zu 10 % Ethanol beigemischt. Hauptsächlich wird das Ethanol über die Fermentation von Zuckern (alkoholische Gärung) hergestellt.
Block diagram ethanol synthesis (© CCBY)
In Zusammenarbeit mit finnischen Kollegen hat Daniel Klüh von der Professur für Regenerative Energiesysteme einen Herstellungsprozess für Ethanol entwickelt, der als Rohstoffe Biomasse und Wasserstoff verwendet. Nach der Biomassevergasung wird in einer Membrantrennung ein kohlenstoffmonoxidreicher Gasstrom erzeugt. Der Rest des Synthesegases wird unter Beimischung von Wasserstoff zu Methanol umgesetzt. In einem folgenden Schritt wird das Methanol mit Kohlenstoffmonoxid zu Essigsäure umgesetzt. In einem letzten Schritt wird die Essigsäure hydriert. Damit erhält man Ethanol.
Trotz der langen Prozesskette erreicht man eine sehr hohe Kohlenstoffausbeute (Verhältnis aus zugeführtem zu im Produkt enthaltenen Kohlenstoff). Außerdem zeigt die Berechnung der Herstellungskosten einen Produktpreis der mit bestehenden Verfahren konkurrenzfähig ist. Unter Einsatz des finnischen Strommix zur Herstellung des Wasserstoffs per Wasserelektrolyse ist eine Einsparung von über 75 % der CO2 Emissionen im Vergleich zu fossilem Benzin zu erwarten. Die Nutzung des deutschen Strommix würde jedoch zu höheren CO2-Emissionen führen.
Tiefergehende Ergebnisse sind dem Artikel „Techno-economic evaluation of novel hybrid biomass and electricity- based ethanol fuel production“ (in: frontiers in Energy Research) zu entnehmen. Der Artikel wurde Open Access veröffentlicht. Das bedeutet, dass für den Download des Artikels keine Kosten für den Leser entstehen. Damit sind die Forschungsergebnisse ohne finanzielle Hürden so vielen Menschen auf der Welt wie möglich zugänglich gemacht worden.