Biodiesel aus Jatropha

In vielen Ländern ist dieser umweltfreundliche Kraftstoff bereits Pflichtbeimischung in mineralischem Diesel. Mit steigenden Prozentangaben, verspricht man sich von Biodiesel mehr Klimaschutz und mehr Unabhängigkeit von Importen. Seit dem 01.01.2007 gibt es in Deutschland die gesetzliche Verpflichtung zur Beimischung von Biotreibstoffen über das Biokraftstoffquotengesetz (1,7 % Bioethanol, 5 % Biodiesel). Durch die Unterzeichnung des Kyoto-Protokolls besteht eine weitere Verpflichtung zur Reduktion von Treibhausgasemissionen; dazu soll die Zumischung von Biokraftstoffen zu fossilen Kraftstoffen einen Beitrag leisten.

Bisher wurde Biodiesel aus Rohstoffen wie Raps, Soja, Sonnenblumen oder auch aus Altspeiseölen gewonnen. Altspeiseöle fallen beispielsweise beim Frittieren an. Ein wichtiger Gedanke dabei ist, die knappen fossilen Rohstoffe zu schonen und durch nachwachsende Rohstoffe zu ersetzen.

Doch die Herstellung von Biodiesel aus diesen Rohstoffen der sogenannten 1. Generation ist in die Diskussion gekommen. Denn Raps und Sonnenblumen gehören auch zu den Nahrungsmitteln. Die Verwendung der Ölsaaten für Biodieselanwendungen steht daher im Verdacht die Lebensmittelpreise in die Höhe zu treiben. Für diese Problematik hat die Wissenschaft bereits Lösungswege gefunden: Rohstoffe der neuen, 2. Generation, wie zum Beispiel Jatropha.

Neue umweltschonende Rohstoffe

Ein neuer Rohstoff für die Herstellung von Biodiesel ist Jatropha, genauer: Jatropha curcas, auch bekannt unter dem Namen Purgiernuss. Diese Pflanze zählt zu den Wolfsmilchgewächsen und wurde früher u.a. als Abführmittel eingesetzt. Sie dient nicht als Nahrungsmittel und wächst sogar unter wüstenähnlichen Bedingungen. Hervorragende Voraussetzungen, denn so können auch in heißen Klimaregionen Flächen, die sonst brach liegen würden, genutzt werden. Eine Konkurrenz zu Nahrungspflanzen besteht damit nicht. Auch die Vorteile für den Klimaschutz sprechen für die genügsame Pflanze, denn sie weist eine gute CO2-Bilanz auf: Bei der Produktion von Biodiesel auf Basis von Jatropha müssen anders als bei der Herstellung aus Raps wenig fossile Energieträger eingesetzt werden. Dies liegt daran, dass die Jatropha-Nüsse nur manuell geerntet werden und somit keine Maschinen zum Einsatz kommen. Hinzu kommt, dass dadurch in diesen Regionen Arbeitsplätze geschaffen werden.

Vom nativen Öl zum Hightech-Kraftstoff: die Umesterung

In Niederkassel-Lülsdorf verfolgt man diese Entwicklungen mit großem Interesse. Denn hier produziert Evonik Industries die notwendigen Katalysatoren, die eine effiziente Biodieselherstellung ermöglichen, so genannte Alkoholate. Diese sind wichtig, weil native Öle in ihrer Reinform aufgrund ihrer molekularen Struktur nicht für serienmäßige Motoren geeignet sind. Die Alkoholate ermöglichen die Umsetzung des Öls zu Biodiesel und Glycerin - ein Alkohol, der sich in der Pharma-, Kosmetik- und Lebensmittelindustrie sehr gut vermarkten lässt. Natriummethylat Lösung 30 % in Methanol (NM 30) und Kaliummethylat Lösung 32 % in Methanol (KM 32) von Evonik haben hier eine führende Position.

Die Alkoholate von Evonik sind deshalb so erfolgreich, weil sie eine hohe Biodieselausbeute und gleichzeitig eine gute Reinheit des Nebenproduktes Glycerin ermöglichen. „Durch unsere Katalysatoren kann Biodiesel in einem wasserfreien Prozess hergestellt werden. Auf diese Weise werden Verunreinigungen der Produkte vermieden, was deren Trennung und Aufbereitung wesentlich erleichtert“, so Michael Markolwitz, Produktmanager Biodiesel der Evonik.

Investitionen auf rasant wachsendem Markt

Im Zeitalter einer immer stärkeren Globalisierung, einer wachsenden Weltbevölkerung und steigendem Wirtschaftswachstum, insbesondere in den Schwellenländern, steigt der Energiebedarf stetig. Aufgrund der Knappheit fossiler Rohstoffe und steigenden Umweltbewusstseins wird der Biodieselmarkt weiter wachsen.

Dieser Marktentwicklung entsprechend investiert Evonik zurzeit in den Neubau einer Anlage zur Herstellung von Alkoholaten am Standort Mobile im US-Bundesstaat Alabama. Die Anlage ist auf eine Kapazität von 60.000 Tonnen ausgelegt und soll Anfang 2009 ihren Betrieb aufnehmen. Mit dieser Anlage setzt Evonik die Strategie fort, das Geschäft in den Märkten zu verstärken, in denen das Unternehmen bereits führende Positionen einnimmt und langfristiges Wachstum erwartet. Vor dem Hintergrund der intensiven Debatte um das Thema Klimaschutz rechnet man dort für den Biodieselmarkt mit einem deutlich zweistelligen Wachstum. Dies gilt ganz besonders für die USA, aber auch für den südamerikanischen Markt. „Brasilien ist für Biodiesel der attraktivste Markt Südamerikas und daher ein naheliegender Standort für die Produktion von Biodiesel“, erklärt Dr. Thomas Haeberle, Leiter des Geschäftsbereichs Industrial Chemicals von Evonik Industries.

Zukunftsszenario: Biodiesel aus Algenöl

Um weitere Alternativen für die Herstellung von Biodiesel zu entdecken, wird auch an der Herstellung von Biodiesel aus Algenöl geforscht. Wenn es der Wissenschaft gelingt, ein geeignetes Verfahren zu finden, genügend Öl aus den Algen zu extrahieren, kann dies eine Lösung für einen Teil der heutigen Probleme sein. Der Vorteil der Algen liegt darin, dass es relativ einfach ist, sie in großen Massen zu züchten. Bereits heute existieren große Algenfarmen in aller Welt, die insbesondere die Kosmetik- und Lebensmittelindustrie bedienen. Um zu wachsen, benötigen die Algen in erster Linie Licht und besonders interessant: CO2, welches Sie bei der Photosynthese in Biomasse wie z.B. Algenöl und Sauerstoff umwandeln. Bisher sind verschiedene Forschungsteams weltweit auf der Suche nach geeigneten Verfahren das Algenöl in effizienter Weise zu gewinnen. Ein mögliches Szenario ist die Kopplung der Algenzucht an die Rauchgasanlagen von Kraftwerken, die CO2 ausstoßen.

Wie lange es dauern wird, bis die Forschung ein effizientes Verfahren gefunden hat, ist schwierig abzusehen. Fest steht allerdings, dass bereits die Entdeckung von Jatropha ein großes Potenzial für die effiziente, umweltschonende und sozial verantwortliche Produktion von Biodiesel geliefert hat. Die Rohstoffe der neuen 2. Generation, wie Jatropha und Algen bieten nämlich einen doppelten Vorteil für das Klima: Sie leisten einen Beitrag zur Lösung der CO2-Problematik und schonen die fossilen Ressourcen. „Biodiesel zählt bei uns trotz jeder Diskussion damit weiterhin zu den wichtigen Anwendungen mit hohen Steigerungsraten“, erklärt André Noppe, Produktbereichsleiter in Lülsdorf. Das Werk ist auf eine wachsende Nachfrage gut vorbereitet: „Wir können unsere bestehenden Anlagen bei Bedarf rasch erweitern“, bestätigt Noppe.