Die Herstellung von Methanol aus Biomasse könnte künftig einfacher und dezentral erfolgen. Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) schlagen ein Verfahren vor, mit dem pflanzliche Roh- und Abfallstoffe in einem autarken Prozess unter milden Reaktionsbedingungen verarbeitet werden können. Die aufwändige Trocknung der Biomasse sowie weite Transporte zu großen Vergasungsanlagen werden damit überflüssig. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachmagazin „Green Chemistry“ veröffentlicht.*
Erlangen/Germany, 09. September 2025. – Unter dem Begriff grüne Chemie wird seit den 1990er Jahren bereits versucht Produkte so zu gestalten das sie wieder verwendet werden können. Darunter fällt auch die Nutzung aus Bioenergie. Als Alternative zu anderen Energieträgern wie bsw. Batteriebetrieb beim Fahrzeugen ist Methanol ein Energieträger der für Mobilität nach einem Fermentierungsprozess ohne weitere Aufarbeitung genutzt werden kann. Die bisherige Gewinnung allerdings ist noch immer aus fossilem Rohmaterial. Die Gewinnung aus Bioenergie, gegenwärtig Biogasgewinnung aus pflanzlichen wie tierischen Abfällen liefern noch keine Ausreichenden Ergebnisse zur Nutzung der Mobilität.
„Nachhaltiges Methanol aus Biomasse kann zukünftig einen Teil der fossilen Methanolproduktion kompensieren. Mit den aktuellen Methoden ist dieser Prozess jedoch sehr aufwändig und energieintensiv“, sagt Dr. Patrick Schühle vom Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik der FAU.
Eine Gewinnung solcher Energien bedeutet für lokale und Regionale Gesellschaften neue Perspektiven der Energieversorgung und Unabhängigkeit. Ein Biohof der nicht nur Lebensmittel produziert sondern entweder oder alternativ Bioenergie produziert wird dezentral organisiert. Jede grössere oder kleinere Gemeinschaft, Dörfer und oder Stadteile können sich lokal durch eine landwirtschaftliche Hofnutzung autark mit Energie versorgen. Projekte solcher Art zu mittel- bis langfristigen Testzwecken gibt es seit vielen Jahren schon, so etwa der Windernergiepark im Baden-Württembergischen Crailsheim. Auch das untere Wipptal in Südtirol betreibt eine solche Energieanlage. Eine solche Versorgung entzieht sich konfliktreicher Monopolstellungen.
Bei der Erforschung der Methanolsynthese aus Biomasse steht bisher hauptsächlich die Biomassevergasung im Fokus. Reststoffe aus der Land- und Forstwirtschaft, aber industrielle Abfallprodukte wie Hydrolysate aus der Papierherstellung, würden bei diesem Verfahren zunächst getrocknet, oftmals gemahlen und anschließend zu großen Vergasungsanlagen gefahren. Hier werden sie bei Temperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius zunächst in Synthesegas und anschließend bei Drücken von 50 bis 100 bar in Methanol umgewandelt. Weil trockene Biomasse eine geringe volumetrische Energiedichte besitzt, wird sie vor dem Transport häufig pelletiert, was mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.
80 Prozent Kohlenstoffumsatz
Ein entscheidender Vorteil der neuen Methode ist, dass auch feuchte Biomasse wie Trester, Grasschnitt, Holzspäne oder Stroh ohne vorherige Trocknung verarbeitet werden kann. Weil auch weitere Verarbeitungsschritte wie Zerkleinern und Pelletieren entfallen sowie kaum externe Prozesswärme benötigt wird, ist das Verfahren in kleineren Anlagen möglich. „Die Methanolproduktion kann dezentraler erfolgen als bisher“, sagt Patrick Schühle. „Für große Landwirtschafts- oder Forstbetriebe oder Agrargenossenschaften kann sich eine Investition in die neue Technologie durchaus lohnen.“ Bei ihrer Entwicklung setzen die Forschenden auch auf das Know-how der OxFA GmbH. Das Unternehmen aus dem fränkischen Scheßlitz ist weltweiter Vorreiter bei der Herstellung von Ameisensäure aus Biomasse.
Wettbewerbsfähige Kosten
Da die Kosten für die Methanolproduktion vor allem von der Verfügbarkeit grünen Wasserstoffs abhängen, haben die Forschenden die direkte Einbindung eines Elektrolyseurs berücksichtigt. Durch die Aufspaltung von Wasser stellt er sowohl den Sauer- als auch den Wasserstoff für die Reaktion bereit. Schühle: „Elektrolyse braucht viel Energie. Idealerweise stammt der benötigte Strom aus regenerativen Quellen, etwa aus Photovoltaik oder Windkraft vor Ort.“ Immer häufiger diskutiert wird in diesem Zusammenhang die Agri-Photovoltaik – die Nutzung landwirtschaftlicher Flächen sowohl zur Nahrungsmittel- als auch zur Stromproduktion. Bei weiter stagnierender oder sogar sinkender Einspeisevergütung wird es wirtschaftlich attraktiver, den PV-Strom zur Herstellung von Methanol zu nutzen. Zudem bestünde die Möglichkeit, die Methanolsynthese durch Zwischenspeichern von Ameisensäure nur bei besonders günstigen Strompreisen durchzuführen
„Wir haben ausgerechnet, dass grünes Methanol zukünftig zu einem ähnlichen Preis realisierbar wäre wie jenes, das aus Erdgas hergestellt wird“, erklärt Patrick Schühle. „Damit könnte es auch aus wirtschaftlicher Sicht einen sinnvollen Beitrag zur Defossilisierung unserer Industriegesellschaft leisten.“
Originalpublikation:
DOI: 10.1039/D5GC01307K
Bildquelle
Pixabay
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