Projekt Biowert: Einsatz von Biogasanlagen für die Synthese chemischer Produkte - Wissensbasierte Entwicklung von Eisen-Katalysatoren für die Fischer-Tropsch-Synthese (Laufzeit: 01/2017 - 12/2019)






Durch die sich ändernden förderpolitischen Rahmenbedingungen im Zusammenhang mit der Novellierung des EEG-Gesetzes steht die Wirtschaftlichkeit zahlreicher der über 270 Biogasanlagen in Sachsen als Produzenten von Strom und Wärme infrage. Eine wichtige Zielstellung für Anlagenbauer und -betreiber ist deshalb die Diversifizierung vorhandener Biogasanlagen über die Erzeugung hochwertiger Produkte. Damit kann neben dem Erreichen einer förderunabhängigen Wirtschaftlichkeit der Biogasanlagen ein wichtiger Beitrag zur Entwicklung von Smart Grids im Zusammenhang mit der Energiewende geleistet werden. Bei der Diversifizierung liegt der Fokus auf hochpreisigen Wertprodukten wie Wachsen, die in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie, als Gleit- und Schmiermittel und als Additive für Farben und Lacke eingesetzt werden können.

Industriell eingesetzte Wachse werden bisher petrochemisch aus fossilen Rohstoffen gewonnen. Aufgrund der steigenden Nachfrage wird erwartet, dass diese in naher Zukunft das Angebot fossiler Wachse übersteigen wird. Zu diesen für das angestrebte Verfahren günstigen Randbedingungen kommt hinzu, dass die hergestellten Wachse unter dem Etikett „Bio“ vertrieben werden können. Insbesondere für den Markt kosmetischer Wachse ist dies von Bedeutung. Vorteilhaft ist dabei zudem, dass die im Verfahren produzierten Produkte frei von polyzyklischen und aromatischen Verbindungen sind und so im Gegensatz zu zahlreichen fossilen Wachsen für eine solche Anwendung unbedenklich sind.

Neben dem Hauptprodukt Wachs liefert das angestrebte Verfahren grünen Diesel als Produkt, welches entweder direkt vertrieben werden kann oder bedarfsgerecht in Phasen hoher Strompreise über an der Biogasanlage vorhandene Zündstrahlmotoren verstromt werden kann. Damit liefern die Anlagen sowohl einen Beitrag zur Energiewende als auch zu Steigerung der eigenen Wirtschaftlichkeit. Die im Prozess bereitgestellte Wärme wird zum einen für die Biogaserzeugung benötigt und kann zum anderen in ein ggf. vorhandenes Fernwärmenetz eingespeist werden. Aufgrund des hohen Temperaturniveaus bieten sich auch weitere Prozesse wie die Trocknung landwirtschaftlicher Produkte als weitere Nutzungsmöglichkeit der Wärme an.

Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und Demonstration eines katalytisches Verfahren, mit dem aus Biogas wirtschaftlich Wachse hergestellt werden, die in zahlreichen industriellen Anwendungen eingesetzt werden können. Durch die dann vorhandene Möglichkeit Strom, Wärme und Produkte bereitzustellen, kann der Biogasanlagenbetrieb von seiner bisher starken Abhängigkeit politischer Rahmenbedingungen befreit werden.

Das von der TU Bergakademie Freiberg zu bearbeitende Teilvorhaben „Wissensbasierte Entwicklung von Eisen-Katalysatoren für die Fischer-Tropsch-Synthese“ zielt auf die Bereitstellung von preisgünstigen eisenbasierten Katalysatoren für die Synthesestufe als Alternative zu den kommerziell verfügbaren, kostenintensiven Kobalt-Katalysatoren ab. Basierend auf neuesten Erkenntnissen zum Reaktionsablauf und dem Einsatz von Promotoren werden Katalysatoren entwickelt, die gute Umsätze bei gleichzeitig hohem Kettenwachstum zu den besonders wertvollen und angestrebten Paraffinwachsen ermöglichen sollen.