Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte zur Herstellung von Biotreibstoff

1. Runder Tisch zum Thema "Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte" Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte zur Herstellung von Biotreibstoff Arne Gröngröft Sevastopol, 30.9.2010

2. Agenda • DBFZ – Deutsches BiomasseForschungsZentrum • Biokraftstoffpfade im Überblick • Landwirtschaftliche Rohstoffe in der Ukraine • Getreide • Zuckerrüben • Ölpflanzen • Innovative Herstellungsverfahren • Bioethanol • Biodiesel • Ökonomische Aspekte • Ausblick: Biokraftstoffe aus Reststoffen • Zusammenfassung Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

3. DBFZZiele und Aufgaben • Anwendungsorientierte Forschung und Entwicklung zu Fragen der energetischen Nutzung von Biomasse • Beratung privater und öffentlicher Einrichtungen zu allen Fragen im Bereich "Energiegewinnung aus Biomasse" • Marktbeobachtung und Datenbereitstellung • Unterstützung von Bundesministerien bei strategischen Fragen im Bereich "Biomassenutzung / Bioenergie" • Prüfung und Zertifizierung von festen und flüssigen Biobrennstoffen und von Anlagen zur Wärme-, Strom- und ggf. Kraftstofferzeugung • Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien und Ausschüssen u. a. bei der Normung und Richtlinienerstellung • Vernetzung von Aktivitäten relevanter Marktbeteiligter Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

4. DBFZOrganisation und Einbindung Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

5. DBFZBereich Biokraftstoffe Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

6. Biokraftstoffpfade im Überblick Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

7. RohstoffeVerteilung ukrainischer Rohstoffe Ethanol Biodiesel Darstellung DBFZ, Datenquelle: FAO (http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx) Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

8. Weizen- und Maisproduktion wurde in den letzten Jahren erheblich ausgebaut Viele Exporte, vor Allem in die EU Verhältnis Export / Produktion Weizen: 42 – 50 % Gerste: ca. 50 % Mais: 42 – 52 % Getreideproduktion unterliegt wetterbedingt starken Schwankungen  Preise sind sehr volatil RohstoffeGetreide in der Ukraine Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

9. 2009/2010 war ein schlechtes Jahr in der Zuckerrübenproduktion in der Ukraine Schlechtes Wetter Geldmangel bei Bauern Anbau von Zuckerrüben soll staatlich unterstützt werden (60 - 86 EUR/ha) Saison 2010 / 2011 voraussichtlich 440.000 ha Anbaufläche (330.000 im Vorjahr) Die Flächenerträge liegen in der Ukraine unter 30 t/ha Polen 55 – 60 t/ha Deutschland / Frankreich: 65 – 85 t/ha  Potenziale in der Ertragssteigerung RohstoffeZuckerrüben in der Ukraine Darstellung DBFZ, nach: FAO (http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx), Zuckerindustrie. *Schätzung Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

10. Ukraine ist einer der weltweit größten Produzenten von Sonnenblumensaat Starker Ausbau der Rapsproduktion seit 2006 Raps wird beinahe vollständig in die EU exportiert Ausbau der Anbauflächen bei Sonnenblumen und Raps Flächenanteile für Ölsaatenanbau 2008 Sonnenblume: 16 % Raps: 5 % Sojabohnen: 2 % Tendenzen steigend RohstoffeÖlpflanzen in der Ukraine Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

11. BioethanolÜbersicht über Herstellungsprozesse Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

12. Fermentation Destillation Ethanol Vinasse BioethanolZuckerrüben zu Zucker und Ethanol Zuckerrüben Rohsaft Dünnsaft (12-14%) Waschen Reinigung Häckseln Dicksaft (65-70%) Eindampfung Extraktion Entkoppelung vom Kampagnen-betrieb! Dicksaft Lagerung Presse Kristallisation Melasse Rübenschnitzel(Futter) Zucker Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

13. BioethanolRohstoff Zuckerrüben Dicksaft Source: Anklam Bioethanol GmbH Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

14. BioethanolVerarbeitung von Getreide • Optionale Abtrennung: • Gluten • Kleie • Keimöl (Mais) Destillation Rektifikation Vermahlung Verzuckerung Fermentation Entwässerung /Dehydratation + Wasser+ Enzyme Maische + Hefe Getreide Schlempe 99,7 % Bioethanol Dünnschlempe Dekanter Dickschlempe Trocknung Pelletierung DDGS (Distillers Dried Grains and Solubles) Eindickung Alternative: Biogas aus Schlempe Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

15. BioethanolStandard Produktionsverfahren und Akteure • Anlagengröße: Ethanolproduktion 45.000 t/a bis 300.000 t/a • Ausbeuten: 1,000 kg Weizen ergeben: • Bioethanol: ca. 340 kg • DDGS: ca. 128 kg • Wichtige Akteure im Bereich Bioethanolproduktion • Anlagenbau und Technologie: Linde-KCA, Bayer-Technologie GmbH, MAN-Ferrostaal, Flottweg, Vogelbusch, GEA-Wiegand, GEA-Westfalia, Südzucker • Produzenten: CropEnergies, Verbio, Fuel21, Prokon Nord, Anklam Bioethanol GmbH Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

16. BioethanolEntwicklungsansätze • Einkünfte aus Nebenprodukten • Stärke und Gluten aus Weizen • Keimöl aus Mais • Energieeinsparung und Verringerung der CO2 Emissionen • Biogas aus Schlempe • Konsequente Nutzung von Abwärme • Wärmepumpen in der Destillation • Perspektivisch Membranverfahren zur Ethanolreinigung • Bioethanol aus Lignocellulose (z.B. Stroh, Gräser, Holz) • Siehe Ausblick Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

17. BiodieselProduktionsübersicht Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

18. BiodieselStandard Produktionsverfahren Source: Lurgi Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

19. BiodieselStandard Produktionsverfahren und Akteure • Anlagengröße: Biodieselproduktion 40.000 t/a bis 250.000 t/a • Qualitätsanforderungen: EN14214 • Ausbeuten: 1,000 kg Rapsöl ergeben: • Biodiesel: ca. 1,000 kg • Rohglycerin: ca. 128 kg • Pharmaceutical-grade glycerine: ca. 93 kg • Technical-grade glycerine: ca. 5 kg • Wichtige Akteure im Bereich Biodieselproduktion • Anlagenbauer: Lurgi, MAN-Ferrostaal, Bayer Technology GmbH, Uhde, AT-Agrartechnik, Siemens • Produzenten: ADM, Verbio, Cargill, Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

20. BiodieselEntwicklungsansätze • Generell ist die Biodieselproduktion ein weitgehend ausgereifter Prozess • Mögliche Ansätze für weitere Entwicklungen gibt es bei: • Kraftstoffqualität • Verarbeitung und Nutzung des Glycerins (z.B. Vergasung und Methanolsynthese, • Einsatz von neuartigen Katalysatoren • Anlagenkapazitäten • Alternative für die Verarbeitung von Pflanzenölen: Hydrated Vegetable Oils (HVO) • Öle werden in die Hydrierung von Erdölraffinerien eingespeist • Je nach Prozessführung entsteht Diesel oder Kerosin • Akteure: Neste Oil Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

21. Ökonomische AspekteProduktionskosten von Biokraftstoffen Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

22. Ökonomische AspekteEinfluss von Rohstoffkosten Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

23. AusblickBiokraftstoffe aus Reststoffen • Ziel: Nutzung von Rohstoffen außerhalb des Lebens- und Futtermittelmarktes • Unterschiedliche Technologien für Biokraftstoffe aus Reststoffen werden derzeit demonstriert • Ethanol aus Lignocellulose (Stroh, halmgutartige Pflanzen, Holz) • Technologieprovider: Iogen, Inbicon, Abengoa, Süd-Chemie, KL Energy, Chemtex • Forschungsinstitute: • Biomassevergasung (mit Methanisierung oder Kraftstoffsynthese) • Forschungsinstitute: DBFZ, FZK, PSI, ZSW • Technologieprovider: Chemrec (Gasification), Choren (BtL), Biomassekraftwerk Güssing (SNG), ECN Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

24. Zusammenfassung • Großes Angebot an Rohstoffen für Biokraftstoffe in der Ukraine • Produktionskosten sind stark abhängig von Rohstoff- und Energiepreisen • Bei derzeitigen Getreidepreisen ist Ethanolproduktion teilweise unwirtschaftlich • Referenzsystem immer Rohölpreise • Möglichkeit der Vermarktung von Nebenprodukten ist ausschlaggebend für Wirtschaftlichkeit • Futtermittel • Chemische Industrie (Glycerin) • Energetische Nutzung • Lebensmittel (Stärke, Zucker, Gluten) • Bedarf an Biokraftstoffen steigt aufgrund politischer Ziele • Aus wirtschaftlicher und ökologischer Sicht ist eine Produktion in der Nähe des Rohstoffanbaus – in der Ukraine – interessant Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

25. DBFZ – German Biomass Research Centre Dipl.-Ing. Arne Gröngröft Tel. +49 (0)341 2434 - 446 Arne.Groengroeft@dbfz.de Dipl.-Ing. Franziska Müller-Langer Tel. +49 (0)341 2434 - 423 Franziska.Mueller-Langer@dbfz.de Deutsches BiomasseForschungsZentrum German Biomass Research Centre Torgauer Straße 116 D-04347 Leipzig www.dbfz.de Tel. +49 (0)341 2434 - 112 Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

26. Backup Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol

27. BioethanolRohstoff Getreide Source: Lurgi AG, www.lurgi.de Runder Tisch: Innovative Verarbeitungsmethoden landwirtschaftlicher Produkte, Sevastopol