Lignozellulose Bioraffinerie für die Bioökonomie in Baden-Württemberg (B4B)

Im B4B Projekts wurde eine exemplarische Lignozellulose-Bioraffinerie in repräsentativem Technikumsmaßstab aufgebaut, betrieben und bewertet. Miscanthus wird dabei durch sauren Aufschluss in Kohlenhydrate und eine Ligninfraktion gespalten. An der Versuchsstation „Unterer Lindenhof“ der Universität Hohenheim wurden Verfahren für die Gewinnung von Furfural und 5-Hydroxymethylfurfural aus Miscanthus im Kilogramm-Maßstab realisiert; das dabei anfallende Lignin wurde am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) weiter in Phenol-basierte Produkte gespalten. Besonderes Augenmerk wurde auf die Entwicklung von Trennverfahren durch Destillation, Extraktion und Adsorption gelegt, die im Labor getestet und bei Eignung im größeren Maßstab erprobt wurden. Die so erhaltenen Produktmuster konnten auf ihren möglichen Einsatz für bestimmte Anwendungen hin kategorisiert und bewertet werden. Auf Grundlage der in Prozesssimulationen ermittelten Massen- und Energiebilanzen erfolgte am KIT die Schätzung der Investitionen und Herstellungskosten für zwei mögliche B4B-Bioraffineriekonzepte. Das „On farm“ Konzept baut auf einen landwirtschaftlichen Betrieb mit Anbindung an eine Biogasanlage auf. Ein zehnmal größeres „Regionales“ Anlagenkonzept geht von einem Zusammenschluss mehrerer landwirtschaftlicher Betriebe aus. Ohne Optimierung und Berücksichtigung weiterer Nebenprodukte weist das B4B-Anlagenkonzept unter bestimmten Annahmen eine positive Rendite auf und stellt somit einen wirtschaftlichen Ansatz dar, um regionale Biomasse wertsteigernd in hochwertige biobasierte Plattformchemikalien umzuwandeln und dadurch Erdöl-basierte Rohstoffe zu substituieren. Der dezentrale Charakter des Anlagenkonzepts fördert außerdem den ländlichen Raum und kann einen Beitrag zur Implementierung von Bioraffinerien für die Bioökonomie in Baden-Württemberg leisten. Zur Bewertung der Marktchancen wurden von der BIOPRO GmbH Baden-Württemberg verschiedene Produktnutzungsoptionen, Marktpotenziale der betrachteten Produkte und mögliche, für die gesamte Produktions- und Lieferkette relevante Stakeholder aus Industrie und Gewerbe analysiert. Interessierte Akteure und Stakeholder wurden in ein Netzwerk zur Weiterentwicklung von Bioraffinerien eingebunden und konkrete Kandidatenregionen für die Einrichtung einer Demonstrationsanlage identifiziert.