Alternativer Kraftstoff aus Bergedorf

Prof. Dr. Ing. Thomas Willner möchte noch schnell in die Mensa, um etwas zu Mittag zu essen. Gerade hat er mit seiner Kollegin aus der Verfahrenstechnik, Prof. Dr. Anika Sievers, vier Personen aus Neuseeland vor dem Haupteingang am Life Sciences Campus in Bergedorf verabschiedet. Die Expert*innen für Transport und Energieversorgung aus Übersee hatten eine Rundreise gemacht und sich seine Testanlage am Standort Bergedorf angeschaut: einen 200 Liter fassenden Modell-Reaktor, der im laufenden X-Energy-Projekt READi-PtL Altfette des Projektpartners, die Entsorgungsfirma KBS, im sogenannten Crack-Verfahren in synthetischen Kraftstoff umwandeln wird. Im Folgeprojekt KLIMAKRAFT soll der Reaktor auf die Verarbeitung von Kunststoffabfall zu chemischen Grundstoffen umgerüstet werden. Aus diesen können dann neben Kraftstoffen auch wieder neue, sogenannte chemisch recycelte Kunststoffe hergestellt werden.

Das Crack-Verfahren an sich, so Thomas Willner, ist nicht neu und werde seit Jahren angewendet. Doch er und sein Team haben es weiter optimiert, so dass die Umwandlung von organischen* Abfällen nun ohne die Zugabe von Katalysatoren erfolgt. „Das Weglassen der Katalysatoren ist ein Durchbruch im Verfahren, das READi ^TM genannt wird. „READi“ steht für die Kombination aus Reaction und Distillation. Wir möchten es jetzt in einem nächsten Schritt im großen Stil mit einer 2000-Liter-Anlage erproben, die auch für die industrielle Produktion geeignet wäre“, so Prof. Willner.

Crack-Verfahren ohne Katalysatoren ist günstiger und praktikabler
Vorher wurde im Forschungsteam von Prof. Willner mit Katalysatoren gearbeitet. Es zeigte sich aber, dass diese schnell deaktiviert, also unbrauchbar wurden, wenn die anfallenden Abfälle verunreinigt sind. Das war der Ansporn, etwas Neues zu entwickeln. Das Ziel: Der Verflüssigungsprozess sollte wirtschaftlicher und in der Anwendung deutlich praktikabler sein. Mit öffentlichen Mitteln und privaten Förderern forschte das Team um Prof. Willner deshalb an einem neuen Crack-Verfahren, das ohne die hochempfindlichen Katalysatoren auskommt. Die Betriebskosten des Verfahrens sollten dabei so weit gesenkt werden, dass die Abfälle in kleinen dezentralen Anlagen ökonomisch verarbeitet werden können.

„Die Anlagen kommen nun zum Abfall, nicht umgekehrt“, sagt Prof. Willner. Der aus dem Reaktor gewonnene synthetische Kraftstoff muss am Ende noch mit ein wenig Wasserstoff nachbehandelt werden, damit er normgerecht wird. Dieser kann aus regenerativen Energiequellen gewonnen werden, wie es das CC4E am Energie-Campus bereits unternimmt. „Hier ist auch die Schnittmenge zu unserer Arbeit“, erläutert der Wissenschaftler. Denn: Um die CO₂-Neutralität des Kraftstoffes zu gewährleisten, müsse auch der Wasserstoff CO₂-neutral gewonnen werden. Und das gelingt zum Beispiel mit Energie aus Windkraftanlagen, die in Form von Wasserstoff zwischengespeichert wird. „Mit der Zugabe eines Wasserstoffes aus regenerativen Energiequellen können wir die vollkommene CO₂-Neutralität erreichen“, sagt Willner. „Glücklicherweise benötigen wir nur wenig Wasserstoff, im Vergleich zu den konventionellen katalytischen Verfahren ist es nur etwa die Hälfte.“ Für diesen klimaneutral hergestellten synthetischen Kraftstoff besteht aktuell ein hoher Bedarf, weil die Beimischungsquoten der sogenannten E-Fuels zu herkömmlichen Kraftstoffen in den nächsten Jahren sukzessive steigen werden.

Synthetische CO₂-neutrale Kraftstoffe – ein wichtiges Element im Energiemix
Bei so viel Optimismus bleibt die Frage, warum die Politik noch nicht auf dieses neue Verfahren aufmerksam geworden ist und es unterstützt. „Die Politiker*innen haben in den letzten Jahren vor allem die E-Mobilität gefördert und den Verbrenner-Motor mehr oder weniger totgeredet. Für Verbrenner gibt es daher keine politische Lobby, hier wird auf den Switch zur Elektromobilität gesetzt. Und nun komme ich und sage, wir müssen gar nicht switchen, sondern wir können das vorhandene System, unsere Verbrenner-Motoren und die Infrastruktur einfach weiternutzen und mit unserem synthetischen Kraftstoff fahren. Das ist schwer zu vermitteln und stößt auf Widerstand, obwohl die Vorteile auf der Hand liegen. Denn auch die Ressourcen-Effizienz wäre deutlich besser, die Autos wären billiger, die Arbeitsplätze im mittelständischen Automobilzulieferbereich blieben erhalten und es würden sehr viele neue Arbeitsplätze zusätzlich entstehen.“

Laut dem Forscher*innen-Team fahren Verbrenner-Motoren mit einem reinen synthetischen Kraftstoff, ohne eine weitere Beimischung von Kraftstoff aus fossilem Brennstoff, nicht nur vollständig CO₂-neutral. Die Verbrennung verläuft auch sehr sauber, insbesondere geruchsfrei und rußarm: „Damit können wir sofort wirksamen Klima- und Umweltschutz flächendeckend realisieren – auch in der vorhandenen Flotte mit alten Autos.“  Willner beziffert das Potenzial der schon vorliegenden konkreten Projektanfragen für Produktionsanlagen inzwischen auf 80 Millionen Euro, was belegt, dass hier eine große Zukunft in der Kraftstoffversorgung gesehen wird. „Wir forschen seit vielen Jahren an diesem Verfahren, und haben bislang noch keinen Cent damit verdient. Viele private und öffentliche Förderer haben an uns geglaubt und uns mit insgesamt über zwei Millionen Euro unterstützt. Dies hat auch zur Ausgründung der Firma NEXXOIL geführt, die die Patente auf das Verfahren erworben hat. Die meisten der Mitarbeiter*innen haben zuvor an der HAW Hamburg studiert – überwiegend Verfahrenstechnik. Die Firma ist also ein Eigengewächs“, sagt Prof. Willner. 

Auch wenn es bislang noch keine politische Lobby für diese Art der Kraftstoffproduktion gibt, glauben er und sein Team fest an ihre Sache. Prof. Willner: „Wie gefährlich die Abhängigkeit von öl- und gasliefernden Staaten ist, zeigt uns gerade die aktuelle Krise mit Russland. Das hat in jedem Fall das Bewusstsein verändert. Das Umrüsten auf reine E-Mobilität ist dazu sehr teuer und schafft neue Abhängigkeiten, insbesondere von China bei Ressourcen wie Kupfer, Nickel, Lithium, Kobalt und seltene Erden für Batterien und neue Elektro-Infrastruktur. Am Ende sollte es einen vernünftigen Mix aus unterschiedlichen Mobilitätsformen geben, der auf die Straße kommt.“

* „Organisch“ ist ein chemischer Fachbegriff und betrifft alle kohlenstoffhaltigen Moleküle, sowohl biogene wie pflanzliche und tierische Materialen als auch Kunststoffe bzw. Plastik.

Text: Katharina Jeorgakopulos / Maren Borgerding

Weitere Informationen:
Zum Projekt X-Energy: READi-PtL

Website NEXXOIL