Vom Papier zum Biokraftstoff
Die Zellstoff- und Papierindustrie nimmt in der europäischen Wirtschaft eine wichtige Rolle ein. Nicht nur fast ein Viertel der weltweiten Produktion finden hier statt, es sind auch fast 180 000 Menschen in dieser Branche direkt beschäftigt und der Beitrag zum Bruttoinlandsprodukt der EU beträgt 21 Milliarden EUR. Die Zellstoff- und Papierfabriken dienen jedoch nicht nur als wirtschaftliches Kraftwerk, sondern produzieren auch einen Rohstoff, der eine nachhaltige Alternative zu Kunststoffen darstellt. Für echte Nachhaltigkeit muss die Branche jedoch ihren Produktionsprozess bereinigen – und genau dabei soll das EU-finanzierte Projekt Pulp and Fuel Unterstützung leisten. „Bei der Papierherstellung werden Chemikalien eingesetzt und ein Abfallstrom produziert, der Rinde und Schwarzlauge, eine wässrige Lösung aus Ligninresten, Hemizellulose und anorganischen Chemikalien, enthält“, erklärt Geert Haarlemmer, Forscher beim CEA (Kommissariat für Atomenergie und alternative Energien in Frankreich) und Koordinator des Projekts Pulp and Fuel. In der Regel werden diese Abfälle verbrannt, wobei CO2 entsteht, das den Klimawandel begünstigt. Ein Teil davon kann abgeschieden und zur Wärmeerzeugung wiederverwendet werden, der größte Teil gelangt jedoch in die Atmosphäre. „Unser Projektteam schlägt vor, den Verbrennungsprozess durch einen Vergasungsprozess zu ersetzen, bei dem diese Abfälle in einen Biokraftstoff umgewandelt werden können“, fügt Haarlemmer hinzu.
Das richtige Gleichgewicht erzielen
Im Rahmen des Projekts entwickelten die Forschenden ein grundlegendes technisches Konzept für die Herstellung eines Synthesegases, das in einen Biokraftstoff umgewandelt werden kann. Diesen Punkt zu erreichen, erwies sich jedoch als schwieriger als angenommen. „Die Vergasung von Schwarzlauge mit überkritischem Wasser erwies sich als eine ziemlich große Herausforderung“, sagt Haarlemmer. „Die Technologie ist neu und die schwierigen Bedingungen bedeuten hohe Anforderungen an die Werkstoffe.“ Eine der größten Herausforderungen des Projekts bestand darin, das richtige Gleichgewicht zwischen der Vergasung überkritischen Wassers und der trockenen Vergasung von Rinde zu finden, bei der etablierte Technologien wie Flugstrom- und Festbettvergaser zum Einsatz kommen. „Es ist wichtig, dieses Gleichgewicht zu finden, da aus jeder Vergasungstechnologie eine spezifische Gaszusammensetzung hervorgeht“, bemerkt Haarlemmer. Nach Angaben von Haarlemmer ist zu Demonstrationszwecken ein gewisses Maß an Wassergasverschiebung erforderlich, um die gewünschte Gaszusammensetzung zu erreichen. „Ziel ist es, die Technologie der Vergasung überkritischen Wassers so weiterzuentwickeln, dass diese Umstellung nicht mehr erforderlich ist“, erläutert er.
Zu den Biokraftstoffproduktionskapazitäten der EU beitragen
Die Forschenden haben nicht nur die technischen Grundlagen für den Bau einer Demonstrationsanlage geschaffen, sondern auch eine umfassende wirtschaftliche, ökologische und soziale Bewertung ihrer vorgeschlagenen Lösung vorgenommen. „Unsere Arbeit verdeutlicht, dass es für eine Zellstofffabrik möglich sein sollte, Biokraftstoffe auf wirtschaftlich rentable Weise zu produzieren“, stellt Haarlemmer fest. Das System würde die Produktionskapazitäten für Biokraftstoffe in der EU erhöhen und dazu beitragen, die Abhängigkeit Europas von fossilen Brennstoffen zu verringern – das ist ein Kernaspekt von REPowerEU. „Mit der Lösung von Pulp and Fuel wird diese bedeutsame Industrie nicht nur in der Wirtschaft eine zentrale Rolle einnehmen, sondern auch in der Wertschöpfungskette der Biokraftstoffproduktion“, schließt Haarlemmer.
Schlüsselbegriffe
Pulp and Fuel, Biokraftstoff, Zellstoff- und Papierindustrie, Papier, Industrieabfälle, Papierfabriken, nachhaltig, Klimawandel, CO2, Biokraftstoffproduktion, Zellstofffabrik, fossile Brennstoffe, REPowerEU
