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Polymere Werkstoffe Bio-Polymere und Biokraftstoffe aus Nussschalen und Baumrinde herstellen

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Sandra Häuslein |

Biomasse aus Rinde, Stroh und Nüssen in Biokraftstoffe, Bio-Polymere und nachhaltige Baumaterialien umwandeln – und zwar wirtschaftlich. Das ist das Ziel des europäischen Kooperationsprojektes Unravel. In den nächsten vier Jahren will dieses nachhaltige Prozesse für eine Lignocellulose-Bioraffinerie entwickeln und deren Wirtschaftlichkeit nachweisen.

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Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Biover- fahrenstechnik (IGB)
Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung neuer biobasierter Produkte besteht darin, sowohl nachhaltige als auch wettbewerbsfähige Biomasse zu finden. Eine Lösung könnten Reststoffe und Abfallprodukte aus der Forst- und Landwirtschaft sein, zum Beispiel Rinde, Stroh oder Nussschalen.
Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung neuer biobasierter Produkte besteht darin, sowohl nachhaltige als auch wettbewerbsfähige Biomasse zu finden. Eine Lösung könnten Reststoffe und Abfallprodukte aus der Forst- und Landwirtschaft sein, zum Beispiel Rinde, Stroh oder Nussschalen.
(Bild: gemeinfrei / CC0 )

Das europäische Kooperationsprojekt Unravel will dazu beitragen, die europäischen Strategien für den Übergang Europas zu einer Post-Erdöl-Gesellschaft zu realisieren und gleichzeitig das Wirtschaftswachstum von der Ressourcenverknappung und negativen Umweltauswirkungen zu entkoppeln. Eine Schlüsselaufgabe ist hierbei, neuartige biobasierte Wertschöpfungsketten zu schaffen – durch die Entwicklung neuer Bioraffinerie-Technologien und die optimierte Verwendung nachhaltiger Rohstoffe für neuartige Produkte, die gleichzeitig den Marktbedarf berücksichtigen.

Das gemeinsame Vorhaben von Forschungsorganisationen, KMU und Großunternehmen aus sieben europäischen Ländern wird vom europäischen BBI JU (Bio Based Industries Joint Undertaking) im Rahmenprogramm für Forschung und Innovation der Europäischen Union „Horizont 2020“ mit 3,6 Millionen Euro gefördert.

Nachhaltige und wettbewerbsfähige Biomasse

Eine der größten Herausforderungen bei der Entwicklung neuer biobasierter Produkte besteht darin, sowohl nachhaltige als auch wettbewerbsfähige Biomasse zu finden, die nicht mit der Flächennutzung für die Nahrungsmittelproduktion konkurriert oder wichtige natürliche Lebensräume gefährdet oder gar zerstört. Eine Lösung könnte in der Verwendung von Reststoffen und Abfallprodukten aus der Forst- und Landwirtschaft liegen, zum Beispiel Rinde, Stroh oder Nussschalen. Die Verfügbarkeit dieser Reststoffe ist mit geschätzten 180 Mio. t pro Jahr in der EU beträchtlich, wobei landwirtschaftliche Abfälle und Stroh etwa die Hälfte der verfügbaren Gesamtmenge ausmachen.

Neben Zucker ist vor allem Lignin wesentlicher Bestandteil dieser Reststoffe und von großem wirtschaftlichen Interesse. Ziel des Unravel-Projekts ist daher, die Zuckerverbindungen als Basis für moderne Biokraftstoffe, z. B. für den Schwertransport, zu verwenden. Die Lignine sollen so aufbereitet werden, dass sie als Bausteine für hochwertige biobasierte Materialien wie Bio-Polymere, Isolierschäume (Polyurethan) und Bitumen eingesetzt werden können.

Hocheffiziente, integrierte Bioraffinerie-Prozesse

Um alle wertvollen Komponenten, die in einem bestimmten Rohstoff vorhanden sind, nutzen zu können, bedarf es hocheffizienter, integrierter Bioraffinerie-Prozesse. Gegenwärtig ist vor allem die Fraktionierung von Lignocellulose-Biomasse in ihre Hauptbestandteile ineffizient oder, durch die Behandlung unter harschen Bedingungen, wenig selektiv. Dies stellt eine ernsthafte Hürde für die wirtschaftliche Verwendung landwirtschaftlicher und forstwirtschaftlicher Abfälle auf pflanzlicher Basis im industriellen Maßstab dar. Unravel wird daher den Biomasse-Fraktionierungsprozess Fabiola, der durch den niederländischen Projektpartner ECN (Teil von TNO) patentiert wurde, anwenden und zur industriellen Reife bringen. Dieser neuartige Prozess soll ein großes Potenzial aufbringen, die Kosteneffizienz bei der Vorbehandlung von Lignocellulose-Biomasse und damit die industrielle Wettbewerbsfähigkeit der biobasierten Produkte zu verbessern.

Weiterhin führt die verbesserte Fraktionierung von landwirtschaftlichen, forstwirtschaftlichen und lebensmitteltechnischen Reststoffen zu höheren Ausbeuten der verwertbaren Komponenten. Die verbesserte Homogenität des Ausgangsmaterials wiederum resultiert in einer hohen Reinheit der Bioraffinerieprodukte. Dies stellt einen weiteren wichtigen Schritt auf dem Weg zur industriellen Nutzung von Abfallstoffen für biobasierte Kraftstoffe, wie Chemikalien und Materialien dar.

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