CO2-neutrale Prozessenergie

Neben den Rohstoffen, die zur Bioethanolproduktion eingesetzt werden, hat die Bereitstellung der Prozessenergie den größten Einfluss auf die Nachhaltigkeit des Bioethanols. Aus diesem Grunde sollte die gesamte Prozessenergie weitestgehend CO2-neutral zur Verfügung gestellt werden. Die ideale Lösung dafür ist eine Biogasanlage, da sie bereits aus der Schlempe einen Großteil des Energiebedarfs der geplanten Brennerei in Form von Strom, Dampf und Wärme produzieren kann. Wichtigster Bestandteil ist dabei der Abhitzedampferzeuger, der aus den heißen Abgasen der mit Biogas betriebenen Blockheizkraftwerke den benötigten Dampf für Destillation und Vorbehandlung der Substrate zur Verfügung stellt und dadurch fossile Energieträger einspart.
Erste Berechnungen wurden für eine dezentrale Brennerei mit einer Jahresproduktionskapazität von 20.000 hl r.A./a bei 8.000 Betriebsstunden pro Jahr durchgeführt. Als Substrat wurde Maissilage mit einem Alkoholgehalt von 5,3 Vol.-% in der Maische angenommen. Der Dampferzeuger produziert Sattdampf bei einem Druck von 7,0 bar und einer Temperatur von 165 °C. Dies ist für den Betrieb der Destillationskolonne und auch für die Dampfexplosion ausreichend. Höhere Drücke oder Temperaturen werden für den Prozess nicht benötigt.
Eudiometerauswertung
Ergebnis der Biogaspotenzialbestimmung für Silomaisschlempe vor (roh) und nach der Separation (fest und flüssig) mit einem Schwingsieb
Als Ergebnis der überschlägigen Berechnungen lässt sich festhalten, dass mit der Schlempe eine Biogasanlage mit einer installierten elektrischen Leistung von 460 kWel betrieben werden könnte. Dies entspricht einer thermischen Leistung von rund 300 kWth für Heizwärme auf einem Temperaturniveau von 90 °C und 230 kWDampf für Sattdampf bei einem Druck von 7,0 bar und einer Temperatur von 165 °C. Damit könnte die Brennerei mit elektrischer Energie vollversorgt und ein Großteil des Bedarfs an Heizwärme und Dampf gedeckt werden.
Die Vorbehandlung der lignocellulosehaltigen Rohstoffe ist gegenüber zucker- und stärkehaltigen Rohstoffen mit einem erheblichen energetischen Mehraufwand verbunden. Auch wenn eine entsprechende Dämpfapparatur noch nicht konstruiert ist und die energetischen Bedarfswerte nur überschlägig abgeschätzt wurden, so ergibt sich bereits bei diesem Schritt des Prozesses ein Ansatz für zukünftige Untersuchungen zur Reduzierung des Energieeinsatzes.