EnerFuel – Erzeugung von Kraft- und Brennstoffen aus biogenen Reststoffen und Kunststoffabfällen zum Aufbau regionaler Wertschöpfungsketten – Institut für Wasserstoff- und Energietechnik

Förderprogramm

Das Projekt mit einem Gesamtvolumen von 1.34 Mio. € wird mit 90 % vom Europäischen Fond für Regionale Entwicklung kofinanziert.

Hintergrund

Die Dekarbonisierung des Wärme- und Verkehrssektors nimmt eine zentrale Rolle zur Erreichung der europäischen Klimaziele ein. Insbesondere der Verkehrssektor ist hier entscheidend, da er etwa 20 % der globalen CO2-Emissionen verursacht. Zudem stellen die weltweit zunehmenden Men-gen von Post-Consumer-Abfällen, die zum Großteil aus Kunststoffen bestehen, eine enorme Herausforderung dar. Im Jahr 2021 fielen laut Umweltbundes-amt in Deutschland 5,67 Millionen Tonnen Kunststoffabfälle an, von denen etwa 96 % aus dem Endverbrauch stammten. Obwohl die Abfallwirtschaft nahezu alle gesammelten Kunststoffabfälle verwertet, wurden lediglich 35 % werkstofflich und 0,4 % rohstofflich oder chemisch recycelt, während 64 % aufgrund von Kontamination, Materialmischungen oder fehlender wirtschaftlicher Verwertungsmöglichkeiten in der thermischen Abfallverwertung energetisch umgesetzt wurden.

Vor diesem Hintergrund des weltweit steigenden Energiebedarfs sowie die zunehmenden Mengen der Abfallwirtschaft ist der Transfer innovativer Technologien zur Erschließung biogener Reststoffe und Kunststoffabfälle sowie zur Förderung der alternativen Brenn- und Kraftstoffproduktion von entscheidender Bedeutung. Das Vorhaben bietet eine innovative Lösung, indem es Technologien für solche Reststoffe effizient weiterentwickelt, um hochwertige Energieträger herzustellen. Für diese schwer verwertbaren Fraktionen, die aktuell in Müllverbrennungsanlagen entsorgt werden, bietet sich eine nachhaltige energetische Nutzung an, die neben der Rückgewinnung von Energie auch die CO₂-Emissionen reduziert.

Zielsetzung

In Anbetracht dieses Hintergrunds verfolgt das Projekt das Ziel, bestehende Forschungs- und Entwicklungslücken in der Herstellung von Brenn- und Kraftstoffen aus biogenen Reststoffen und Kunststoffabfällen systematisch zu schließen. Der Fokus liegt auf der Weiterentwicklung optimierter verfahrenstechnischer Konzepte zur effizienten Umwandlung bislang überwiegend thermisch entsorgter Abfallfraktionen in Synthesegas und dessen Weiterverarbeitung zu Energieträgern wie biogenem Wasserstoff, Synthetic Natural Gas (SNG) oder Synthesekraftstoffen. Im Rahmen dessen werden ergänzend belastbare Scale-up-Konzepte entwickelt, deren Ziel es ist, Prozessparameter aus dem Labor- und Technikumsmaßstab in großtechnische Anwendungen zu überführen und eine wirtschaftlich tragfähige Wertstoffgewinnung zu ermöglichen.

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung nachhaltiger, regional verankerter Stoffkreisläufe. Die Kombination von biogenen Reststoffen mit Kunststoffabfällen zielt auf die Erzeugung anlagentechnisch geeigneter Brennstoffmischungen ab. Die Verknüpfung unterschiedlicher Synthesepfade über gemeinsame Stoffströme ermöglicht dabei ganzheitliche Prozessketten, von der Vergasung über Biomass-to-Liquid-(BtL)-Technologien bis hin zur Integration von Carbon-Capture-and-Storage-(CCS)-Ansätzen, um CO₂-neutrale Kraftstoffe bereitzustellen. In Abbildung 1 veranschaulicht eine Übersicht über die verschiedenen Syntheserouten und die Produktpfade des Projekts.

Abbildung 1: Prinzipdarstellung zur Erzeugung von Kraft- und Brennstoffen aus Restoffen

Die zu erwartende Effekte sind vielseitig: Die Erzeugung von biogenem Wasserstoff, Synthesegas und synthetischen Kraftstoffen unter Nutzung erneuerbarer Energien leistet einen Beitrag zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Verkehrs- und Wärmesektor und stellt eine Alternative zu fossilen Prozessen, wie der erdgasbasierten Wasserstoffproduktion, dar. Durch die Integration regional verfügbarer Abfall- und Reststoffströme entstehen wertschöpfende Kreisläufe, die sowohl ökologische als auch ökonomische Potenziale erschließen. Darüber hinaus werden im Rahmen des Projekts innovative Geschäftsmodelle im Bereich klimafreundlicher Energieträger gefördert. Somit leistet demnach das Vorhaben einen substanziellen Beitrag zur Steigerung der Energieeffizienz, zur Minderung von Treibhausgasemissionen und zum Aufbau nachhaltiger regionaler Wertschöpfungsketten.