KWS
   
 

Bioethanol

Fresh-Fuel – frischer Sprit wächst in Zukunft auf dem Feld!

Im Energiemix der Zukunft kommt gerade den Biotreibstoffen eine große Bedeutung zu, da der Transportsektor weltweit weiter stark wachsen wird. Entsprechend steigt der Bedarf für Treibstoffe aber auch die Notwendigkeit Emissionen zu reduzieren.

 

Die Lösung für beides bietet

Bioethanol – der Treibstoff der Zukunft.

Legen wir schon heute den Grundstein für die Märkte von morgen!

 

Was genau ist Bioethanol?

Bioethanol ist aus landwirtschaftlich angebauten Pflanzen hergestellter Alkohol (Synonyme: Ethanol, Spiritus, Weingeist).
In Europa wird Bioethanol hauptsächlich aus Rübenzucker oder Getreidestärke gewonnen.

 

Bioethanol kann aus allen Rohstoffen hergestellt werden, die Zucker oder Stärke enthalten. Eventuell ist es sogar möglich, aus Cellulose Ethanol herzustellen.

Bei der Herstellung von Ethanol sind Bakterien (Saccharomyces cerevisiae) notwendig, die durch alkoholische Gärung das Zuckermolekül in Ethanol Kohlendioxid aufspalten. Da das entstandene Kohlendioxid treibhausgasneutral ist, kann es unbeschadet in die Atmosphäre entweichen, weil es in den Naturkreislauf und nicht aus fossilen Vorräten zusätzlich in die Atmosphäre abgegeben wird.

 


Wie wird Bioethanol verwendet?

Derzeit gibt es 2 Einsatzformen:

1: die Verwendung als Additiv ETBE.
Die synthetisch hergestellte Verbindung ETBE (Eethyl-Tertiär-Butyl-Ether) erhöht die Oktanzahl und verbessert damit die Klopffestigkeit von Brennstoffen. ETBE ersetzt das bisher verwendete unweltschädliche und krebserregende MTBE (Methyl-Tertiär-Butyl-Ether). ETBE besteht zu 45% aus Ethanol und kann als Additiv bis zu 10% in Ottokraftstoffen enthalten sein.

2:  direkte Beimischung zu Benzin- und Superkraftstoffen
Ethanol kann fossilen Ottokraftstoffen (Benzin, Super) in unterschiedlichen Anteilen von 5 % (E-5) bis 85% (E-85) beigemischt werden. Derzeit gängig ist eine Beimischung von bis zu 5%. Ein E-5 Blend welches von den aktuellen Ottomotoren ohne Umrüstung verbrannt werden. In Zukunft sind sogar E-10 Blends denkbar – die deutsche Automobilinidustrie hat sich dafür ausgesprochen.

Weitere Verwendungsmöglichkeiten zeichnen sich bereits für die Zukunft ab:
Es wird aktuell daran gearbeitet Ethanol auch Diesel beizumischen. Durch die Verwendung spezieller Additive soll eine Beimischung bis zu 7,5% möglich sein.

Auch die langfristigen Perspektiven für Ethanol sind hervorragend: Für Brennstoffzellen, den Energieaggregaten der Zukunft, kann Ethanol als Wasserstoffträger und damit als Brennzellen-Treibstoff dienen.

 

 

Wie wird Bioethanol industriell hergestellt?

In der Zuckerfabrik können zuckerhaltige Säfte in unterschiedlichen Prozessschritten zur Ethanol-Produktion abgezogen werden.

 

Workflow Bioethanol

 

Am gebräuchlichsten ist die Verwendung von Dicksaft oder auch Melasse. Wichtig ist, dass alle Rüben, egal ob sie zur Zucker- oder zur Ethanol-Produktion bestimmt sind, einen Großteil des Produktionsprozesses der Zuckerfabrik durchlaufen müssen.

Der Dicksaft (oder der Rohsaft) aus der Zuckerfabrik wird mit Bierhefen versetzt. Diese können durch die alkoholische Vergärung den Zucker der Rübe direkt in Alkohol umwandeln.

 

Verfahrensschema Bioethanolherstellung

Verfahrensschema Bioethanolherstellung aus Dicksaft oder anderen zuckertechnologischen Medien nach dem kontinuierlichen Verfahren.

 

In dem sich anschließenden Verfahrensschritt der Destillation wird der Alkohol von der restlichen Flüssigkeit getrennt. In der abschließenden Rektifikation und Dehydrierung wird der Alkohol auf einen Prozentsatz von nahezu 100 % aufkonzentriert.

Die Ethanol-Herstellung aus Getreidestärke ist technisch komplexer. Bis das Getreide zur Fermentation (= alkoholische Gärung) kommt, muß es zunächst gemahlen und mit Wasser vermischt werden. Im folgenden Schritt werden Enzyme zugefügt, um die Stärke zu Zuckern zu spalten. Erst die aus der gespaltenen Stärke hervorgegangenen Zucker können von den Hefen zu Alkohol vergährt werden.

 

Alkohol-Gehalte in den einzelnen Prozessschritten:
Fermentation: (12–14 Vol. % Alc.)
Destillation: (82–87 Vol. % Alc.)
Rektifikation: (>96 Vol. % Alc.); (azeotrop bei ca. 97,2 %)
Absolutierung: (>99,7 Vol. % Alc.)
 
 

 

Vinasse – ein interessantes Nebenprodukt!

 

Vinasse ist ein interessantes Nebenprodukt der Bioethanol-Produktion. Es handelt sich um den entzuckerten Dicksaft, dem das Ethanol entzogen wurde.

Vinasse ist in der Tierernährung einsetzbar und wird von der Futtermittelindustrie zur Optimierung von Mischfuttern für Rinder, Schweine und Geflügel eingesetzt.

Vinasse ist reich an Kalium und hat einen Anteil von ca. 3 % organisch gebundenem Stickstoff. Damit ist Vinasse auch als Kalium-Dünger interessant und einsetzbar. Die flüssige Vinasse kann ähnlich wie Gülle besonders einfach auf die Getreidestoppel ausgebracht werden.

 

Inhaltsstoffe Gewichts-%
in Frischmasse
kg/ha
in 2,5 t Vinasse
Trockenmasse (TM) 68 1.7000
organische Masse in TM 48 816
pH (10 % KCL-Lösung) 6  
spezifisches Gewicht 1,3  
Zucker (Glukose) (1 l Vinasse = 1,31 kg)  
N-gesamt 2–3 50–75
K2O 3–3,5 80
P2O5 8–9 200–225
CaO je 0,2–0,5 5–10
S-Schwefel 0,8–1,2 25
B-Bor 0,15 < 4
Organische Schadverbindungen nicht nachweisbar (n.n.)

 

 

Bioethanol – die saubere Alternative!

Die Bundesrepublik Deutschland hat sich im Kyoto Protokoll verpflichtet die Emissionen aus Treibhausgasen bis 2012 im Vergleich zu 1990 um 21% zu reduzieren. Reduktion der CO2 Emissionen bis 2020 laut Kyoto Protokoll.

 

Bioethanol – die saubere Alternative


Dieses Ziel soll unter anderem mit der Verwendung von alternativen Brennstoffen wie Bioethanol umgesetzt werden. Damit der Absatz von Biokraftstoffen auch sichergestellt wird, wurde ein Beimischungszwang erlassen.

Erwartungen an die Verwendung von Bioethanol:

  • Klimaschutz Kyoto-Protokoll  
  • CO2-Reduktion (Verkehrswesen verursacht höchste CO2 -Emissionen Versorgungssicherheit  und mehr Energieunabhängigkeit von Öl- und Erdgasimporten
  • Einkommensalternativen für heimische Wirtschaft Arbeitsplätze im ländlichen Raum Entlastung Agrarmärkte Alternativeinkommen für Landwirte

Durch den heimischen Anbau der Rohstoffe und die heimische Produktion bleibt die Wertschöpfung in unserem ländlichen Raum. Gleichzeitig leisten Landwirte und Zuckerindustrie einen großen Beitrag zu Klimaschutz und Energieversorgung.

 


 
KWS