Home | english  | Sitemap | Impressum | KIT

Systemanalyse zur Gaserzeugung aus Biomasse I

Systemanalyse zur Gaserzeugung aus Biomasse I
Projektteam:

Leible, Ludwig (Projektleitung); Beate Fürniß; Stefan Kälber; Gunnar Kappler; Stephan Lange; Eberhard Nieke; Peter Proplesch; Detlev Wintzer

Förderung:

Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum (MLR), Stuttgart

Starttermin:

2002

Endtermin:

2005

Projektpartner:

Institute des Forschungszentrums Karlsruhe (IKET, ITC-CPV und ITAS)

Forschungsbereich:

Nachhaltigkeit und Umwelt

Beschreibung des Projekts

Verschiedene Untersuchungen deuten an, dass über technische Verfahren der Gaserzeugung das verfügbare Biomassepotenzial effizient für eine energetische und chemische Nutzung erschlossen werden kann. Die erfolgreiche Demonstration von Verfahren zur Gaserzeugung aus Biomasse (insbesondere aus Getreidestroh und Waldrestholz) und zur Gasnutzung steht jedoch noch aus. Hierzu hat das Forschungszentrum Karlsruhe ein längerfristig angelegtes Vorhaben zur "Gaserzeugung aus Biomasse zur energetischen und chemischen Nutzung" begonnen. Ziel dieses Vorhabens ist, das Energiepotenzial von trockener Rest- und Abfallbiomasse aus der Land- und Forstwirtschaft zu erschließen und eine höherwertige Nutzung zu ermöglichen. Dazu wurden im Rahmen des Projekts„Gaserzeugung aus Biomasse I“(Kurztitel) von ITAS und den beteiligten Instituten ITC-CPV und IKET wissenschaftliche Vorarbeiten zur Schnellpyrolyse und Vergasung von Stroh und Waldrestholz durchgeführt. Dies wird aus dem Langtitel dieses Projekts deutlich „Wissenschaftliche Vorarbeiten für den Bau einer 1 - 2 MW Versuchsanlage im Forschungszentrum Karlsruhe zur Pyrolyse und Vergasung von Rest- und Abfallstoffen aus der Land- und Forstwirtschaft“.

Im April 2006 hat das Ministerium für Ernährung und Ländlichen Raum (MLR) des Landes Baden-Württemberg die zweite Projektphase für die „Herstellung von Synthese-Kraftstoffen aus Restbiomasse der Forst- und Landwirtschaft nach dem Karlsruher bioliq®-Verfahren“ (Kurztitel:„Gaserzeugung aus Biomasse II“) bewilligt. Weitergehende Informationen zu diesem Anschluss-Projekt finden sich bei Systemanalyse zur Gaserzeugung aus Biomasse II/III

Zielsetzung der bisher im Rahmen des Projekts„Gaserzeugung aus Biomasse I“durchgeführten systemanalytischen Begleitforschung von ITAS war, das verfolgte BtL (Biomass-to-Liquid)-Konzept des Forschungszentrums Karlsruhe in sein technisches, ökonomisches und umweltrelevantes Umfeld einzuordnen. Wichtig war hierbei die vergleichende Bewertung des eigenen Verfahrensansatzes mit konkurrierenden Prozessen und Verfahren zur energetischen Nutzung von Stroh, aber auch von Waldrestholz zur Wärme-, Strom- und Kraftstofferzeugung. Dies schloss eine Regionalanalyse zum Aufkommen und zur Verfügbarmachung dieser Reststoffe in Baden-Württemberg mit ein.

In Baden-Württemberg steht derzeit ein Aufkommen an biogenen Rest- und Abfallstoffen von rund 8 Mio. Mg organische Trockensubstanz (oTS) pro Jahr für eine energetische Nutzung zur Verfügung; Stroh und Waldrestholz tragen mit 12 % bzw. 31 % wesentlich zu diesem Aufkommen bei. Zum Vergleich: In Deutschland liegt das Aufkommen bei rund 70 Mio. Mg oTS pro Jahr.

Die ökonomischen Abschätzungen zeigen, dass Fischer-Tropsch(FT)-Kraftstoff aus Stroh und Waldrestholz zu Kosten von unter einem Euro pro Liter frei Anlage bereitgestellt werden könnte. Bei gemeinsamer Nutzung von Stroh und Waldrestholz ist der Verzicht auf die Mineralölsteuer bei einem Rohölpreis von mehr als 65 $ pro barrel ausreichend, um diesen Wettbewerbsnachteil auszugleichen. Die Biomassebereitstellung trägt - je nach Anlagengröße und Biomasseträger - 50 bis 65 % zu den Kosten des FT-Kraftstoffs bei; folglich lassen sich hier über preiswerte Biomasseträger am schnellsten die Kosten reduzieren.

Beim Vergleich mit der Wärme- und Stromgewinnung aus Stroh und Waldrestholz wird deutlich, dass diese Alternativen näher an der Wettbewerbsfähigkeit sind bzw. diese bereits erreicht haben. So zeigen die Ergebnisse, dass bereits heute die Wärmebereitstellung in der Regel ohne Subventionen auskommt.

Die Abschätzungen zu den CO2-Minderungskosten verdeutlichen, dass die CO2-Minderungsstrategie nur ein sehr schwaches Argument für die Forcierung der Aktivitäten zur Bereitstellung von FT-Kraftstoffen aus Biomasse darstellen kann. Da das BtL-Konzept des Forschungszentrums Karlsruhe über die Pyrolyse und Vergasung jedoch Wege eröffnet, die Biomasse - als Kohlenstoffträger - einer weitergehenden chemischen Nutzung zuzuführen, sollte dieser Entwicklungsweg weiter beschritten werden. Dies schließt eine gekoppelte chemisch/energetische Nutzung im Sinne des „Biorefinery“-Konzepts mit ein.

Die Bearbeitung der ersten Projektphase dieses mit Drittmitteln geförderten Forschungsprojekts wurde im Jahr 2005 abgeschlossen. Anlässlich der Vorstellung des gemeinsamen Abschlussberichtes fand am Dienstag, dem 24.01.2006, im Forschungszentrum Karlsruhe ein Pressegespräch statt, unter Beteiligung des baden-württembergischen Ministers für Ernährung und Ländlichen Raum und des bayerischen Staatsministers für Landwirtschaft und Forsten.

  • Pressemitteilungdes Forschungszentrums Karlsruhe hier
  • Pressemitteilungdes Ministeriums für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg hier
  • Pressemitteilungdes Bayerischen Ministeriums für Landwirtschaft und Forsten hier
  • Rede von Peter Hauk, Minister für Ernährung und Ländlichen Raum Baden-Württemberg hier
  • Rede von Josef Miller, Bayerischer Staatsminister für Landwirtschaft und Forsten hier
  • Kurzfassung des Abschlussberichtes hier

Die von ITAS innerhalb dieses Projektes durchgeführten systemanalytischen Untersuchungen wurden zwischenzeitlich in aktualisierter und ergänzter Form publiziert, unter dem Titel„Kraftstoff, Strom und Wärme aus Stroh und Waldrestholz - Eine systemanalytische Untersuchung“.
Volltext/pdf, 3.062 kb Abstract deutsch Abstract englisch Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung

  • ITAS-News zur Publikation vom 10.07.2007 hier
  • Kein Konkurrent für Brot und Milch, Presseinformation 05/2007 hier

Bibliographische Angaben:
L. Leible; S. Kälber; G. Kappler; S. Lange; E. Nieke; P. Proplesch; D. Wintzer und B. Fürniß
Kraftstoff, Strom und Wärme aus Stroh und Waldrestholz – Eine systemanalytische Untersuchung – Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe 2007 (Wissenschaftliche Berichte, FZKA 7170), 117 Seiten

Abgeschlossene Dissertationen mit direktem Bezug zum Projekt:

  • ITAS-News zu den Dissertationen vom 02.12.2008 hier

Bibliographische Angaben:
Gunnar Kappler
Systemanalytische Untersuchung zum Aufkommen und zur Bereitstellung von energetisch nutzbarem Reststroh und Waldrestholz in Baden-Württemberg.
Eine auf das Karlsruher bioliq®-Konzept ausgerichtete Standortanalyse
Karlsruhe: Forschungszentrum Karlsruhe 2008 (Wissenschaftliche Berichte, FZKA 7416), 169 Seiten
Volltext/pdf / 26.926 kb Kurzfassung Abstract Inhalt Zusammenfassung Summary Einleitung

Stephan Lange
Systemanalytische Untersuchung zur Schnellpyrolyse als Prozessschritt bei der Produktion von Synthesekraftstoffen aus Stroh und Waldrestholz
Karlsruhe: Universitätsverlag Karlsruhe 2008, ISBN 978-3-86644-262-7, 159 Seiten, 28,90 Euro
Volltext/pdf / 2.340 kb Inhalt Einleitung Zusammenfassung

Publikationen

Kontakt

Dr. Ludwig Leible
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse (ITAS)
Postfach 3640
76021 Karlsruhe

Tel.: 0721 608-24869
E-Mail