Ziel des Gesamtvorhabens ist es, die wissenschaftlich-technische Grundlage für die Entwicklung eines kontinuierlichen technischen Prozesses zum Aufschluss von lignocellulosehaltigen Rohstoffen (bspw. Buche und Pappel), Auftrennung in die Komponenten Cellulose, Hemicellulose, Lignin und Extraktstoffe und Weiterverarbeitung der erhaltenen Komponenten zu Synthesebausteinen bzw. Plattformchemikalien zu legen. Der innovative Ansatz des Verfahrenskonzeptes liegt im Vergleich zu traditionellen Holzhydrolyse- und Zellstoffgewinnungsverfahren in der Möglichkeit, alle enthaltenen Komponenten (Extraktstoffe, Cellulose, Hemicellulose, Lignin) gleichrangig zu nutzen. In den Arbeitspaketen (AP) 1, 2 und 3 werden die Laborarbeiten zu den Verfahrensschritten Extraktion, Aufschluss und Komponententrennung und Weiterverarbeitung der Fraktionen durchgeführt. Das AP 4 umfasst die ökonomische und die ökologische Bewertung des Verfahrens und das AP 5 die Entwicklung eines Konzepts zur technischen Umsetzung des Verfahrens in einer Pilotanlage.

Das Projekt wurde als BMELV-Verbundvorhaben durchgeführt. Gemeinsam mit dem Institut für Ökonomie der Forst- und Holzwirtschaft des Johann Heinrich von Thünen-Institutes und der DECHEMA auf wissenschaftlicher, sowie Bayer Technology Services, Evonik Degussa und DOW auf industrieller Seite, bearbeitete das IIP die Fragestellungen des AP 4. Als Ergebnisse des Gesamtvorhabens sind insbesondere die Entwicklung eines Aufschlussverfahrens für Laubholz mit nachfolgender enzymatischer Hydrolyse der Cellulose zu Glukose im Labor- und Technikumsmaßstab zu nennen. Die Eignung der erhaltenen C5- und C6-Zucker zur Fermentation sowie des Lignins als Phenolersatz, bspw. zur Herstellung von Resolen, konnten ebenfalls gezeigt werden. Im Rahmen der Untersuchungen des AP 4 wurde eine erste Abschätzung der Wirtschaftlichkeit einer großtechnischen Realisierung des Verfahrens durchgeführt. Dabei hat sich gezeigt, dass die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens maßgeblich vom Preis und von der Verfügbarkeit der Holzhackschnitzel sowie dem Verkaufspreis, dem Verkaufsvolumen und der Qualität des Lignins bestimmt wird. Im Rahmen der ökologischen Bewertung wurden die Umweltwirkungen anhand der CML-Wirkungskategorien Klimaänderung, Versauerung und aquatische Eutrophierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette abgeschätzt. Ein Vergleich der Prozesskette mit möglichen Referenzprozessen zeigt Vorteile der Bioraffinerie in allen drei genannten Kategorien. Auf Basis der Ergebnisse des AP 4 wurde im AP 5 ein tragfähiges Konzept für eine Pilotanlage vorgelegt, die ca. 1,3 t frische Holzhackschnitzel pro Woche verarbeiten kann.

Projektbericht: www.fnr-server.de/ftp/pdf/berichte/22014406.pdf.

Weiterführende Informationen: www.lignocellulose-bioraffinerie.de