Perspektive für Biogasanlagen: Wachs aus Biogas

Ein im Januar 2017 gestartetes Kooperationsprojekt des Fraunhofer IKTS mit vier Unternehmen aus Sachsen und der Technischen Universität Bergakademie Freiberg will die Produktion von Biowachsen an einer Biogasanlage zu demonstrieren und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit zu bewerten.

Aktuell werden in Deutschland über 8.000 Biogasanlagen betrieben. Die höheren Kosten, die für die Bereitstellung elektrischer Energie aus Biogas im Vergleich zu fossilen Energieträgern entstehen, werden nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) über eine Einspeisevergütung ausgeglichen. Diese Rahmenbedingungen haben in den vergangenen 20 Jahren zu einem deutlichen Zuwachs an Biogasanlagen geführt. Deren Wirtschaftlichkeit ist jedoch eng an die Einspeisevergütung gekoppelt. Eine Reduzierung dieser, wie sie in einer Novellierung des EEG vorgesehen ist, bedroht damit die Existenz zahlreicher bestehender Biogasanlagen.

Ansätze für eine förderunabhängige Wirtschaftlichkeit sind nötig. "Ein mögliches Konzept ist die alternative Nutzung des Biogases zur Herstellung hochwertiger chemischer Produkte", erklärt Dr. Erik Reichelt, Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS. "Die Umsetzung von Biogas zu Biowachsen stellt dabei eine aussichtsreiche Zukunftsoption für bestehende Anlagen dar."

Biogas besteht aus Methan und Kohlenstoffdioxid. Kohlenstoffdioxid ist bislang ein nicht nutzbares Abfallprodukt. Doch das kann man ändern: Indem das im Biogas enthaltene Kohlenstoffdioxid zur Synthese von Wachsen genutzt wird. Zunächst wird Synthesegas erzeugt. Das geschieht – katalytisch unterstützt und bei sehr hohen Temperaturen – in einem Biogasreformer. Anschließend wird daraus über eine Fischer-Tropsch-Synthese das hochwertige Wachs synthetisiert – und das in Bioqualität.

Diese Wachse sind aufgrund ihrer Reinheit insbesondere für die Kosmetikindustrie geeignet. Die meisten handelsüblichen Cremes basieren auf Erdölderivaten, die in einigen Fällen Unverträglichkeiten auslösen können. Biowachse hingegen sind weitaus verträglicher, da sie keine Verunreinigungen enthalten. Daher eröffnen Biowachse vor allem in der Naturkosmetikbranche lukrative Anwendungsmöglichkeiten.

Darüber hinaus sind Biowachse auch als Schmierstoffe einsetzbar. Die Reinheit der Wachse garantiert stets eine definierte Produktzusammensetzung und somit verlässliche Eigenschaften, die mit erdölbasierten Schmierstoffen nicht vollumfänglich erreichbar sind. Und Produktqualität ist ein wichtiges Kaufkriterium. Zudem bietet auch in dieser Branche ein Biosiegel einen deutlichen Wettbewerbsvorteil.

Im Rahmen des dreijährigen SAB-Projekts, das aus EFRE-Mitteln gefördert wird, soll dieser aussichtsreiche Verfahrensansatz nun umfassender betrachtet werden. Im Fokus stehen insbesondere der Aufbau und der Betrieb einer Demonstrationsanlage zur Wachsherstellung an einer Biogasanlage. Auf Basis der erhaltenen Prozessdaten kann so abschließend die Wirtschaftlichkeit des Konzepts bewertet werden.

In dem sächsischen Verbundvorhaben arbeiten verschiedene Unternehmen, Universitäten und Forschungseinrichtungen zusammen. So befasst sich die DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH mit der Entwicklung des Reformers. Dieser bildet zusammen mit dem am Fraunhofer IKTS entwickelten Fischer-Tropsch-Reaktor, für den die TU Bergakademie Freiberg neue Katalysatoren entwickelt, die Grundlage der Gesamtanlage. Diese Anlage wird von der Advanced Machinery & Technology Chemnitz GmbH geplant und aufgebaut. Die Firma Ökotec Anlagenbau GmbH, an deren Biogasanlage die Demonstration des Prozesses erfolgen soll, stellt dabei ihr Know-how im Bereich Biogas zur Verfügung und wird die Anlage betreiben. Die Sunfire GmbH übernimmt die wirtschaftliche Bewertung des Gesamtkonzepts.