Die Forschung an der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) eröffnet neue Perspektiven für die Herstellung von Methanol, einem vielseitig einsetzbaren chemischen Rohstoff und Energieträger. Die Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, das die Umwandlung pflanzlicher Rohstoffe und Abfälle in Methanol ermöglicht, ohne dass diese zuvor getrocknet oder in große Vergasungsanlagen transportiert werden müssen. Diese neuartige Methode könnte die Produktion von Methanol dezentralisieren und somit die Logistikkosten erheblich reduzieren.
Methanol, chemisch als CH3OH bekannt, wird derzeit überwiegend aus fossilen Energieträgern, insbesondere Erdgas, gewonnen. Diese Praxis steht jedoch im Widerspruch zu den globalen Klimazielen, die eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes verlangen. Dr. Patrick Schühle, ein führender Forscher am Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik an der FAU, hebt hervor, dass die umweltfreundliche Produktion von Methanol aus Biomasse in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Substitution fossiler Brennstoffe spielen könnte. Aktuelle Verfahren zur Methanolsynthese aus Biomasse sind jedoch oft kompliziert und energieaufwendig, was die Forschung in diesem Bereich vor Herausforderungen stellt.
Traditionell konzentriert sich die Methanolproduktion aus Biomasse auf die Vergasung. Hierbei müssen land- und forstwirtschaftliche Reststoffe sowie industrielle Abfälle zunächst getrocknet und oft auch zerkleinert werden, bevor sie zu zentralen Vergasungsanlagen transportiert werden. In diesen Anlagen werden die Materialien bei extrem hohen Temperaturen von bis zu 1000 Grad Celsius in Synthesegas umgewandelt, welches dann unter hohem Druck in Methanol transformiert wird. Ein wesentliches Problem dieser Methode liegt in der geringen Energiedichte trockener Biomasse, was häufig einen zusätzlichen Schritt der Pelletierung erfordert und damit die Kosten erhöht.
Die neue Methode der FAU-Forscher hat den Vorteil, dass sie auch mit feuchten Biomassen wie Trester, Grasschnitt oder Holzspänen arbeitet, ohne dass eine vorherige Trocknung erforderlich ist. Dadurch entfallen mehrere Verarbeitungsschritte, was die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht. „Die Produktion von Methanol kann dadurch dezentraler gestaltet werden, was besonders für große landwirtschaftliche Betriebe oder Agrargenossenschaften von Vorteil ist“, erklärt Schühle.
Ein weiterer innovativer Aspekt dieser Technologie ist die Integration eines Elektrolyseurs, der Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufspaltet. Diese Elektrolyse benötigt viel Energie, weshalb die Forscher darauf abzielen, regenerativen Strom aus Quellen wie Photovoltaik oder Windkraft zu nutzen. In diesem Zusammenhang gewinnt das Konzept der Agri-Photovoltaik zunehmend an Bedeutung, bei dem landwirtschaftliche Flächen sowohl zur Nahrungsmittelproduktion als auch zur Stromerzeugung genutzt werden. Angesichts stagnierender oder sinkender Einspeisevergütungen wird es für Landwirte attraktiver, ihren Strom direkt zur Methanolproduktion zu verwenden.
Die Kosten für die Methanolproduktion sind stark von der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff abhängig. Die Forscher haben Berechnungen angestellt, die zeigen, dass die Herstellung von grünem Methanol in naher Zukunft zu einem vergleichbaren Preis wie die fossile Variante möglich sein könnte. „Damit könnte diese nachhaltige Methanolproduktion nicht nur ökologisch, sondern auch ökonomisch sinnvoll sein und einen wesentlichen Beitrag zur Reduzierung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen leisten“, so Dr. Schühle weiter.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die entwickelten Verfahren an der FAU die Grundlage für eine nachhaltige, dezentrale Methanolproduktion schaffen könnten. Durch die Nutzung von Biomasse und erneuerbaren Energien könnte Methanol nicht nur als Chemikalie, sondern auch als umweltfreundlicher Kraftstoff der Zukunft eine bedeutende Rolle spielen. Die Studienergebnisse wurden im Fachmagazin „Green Chemistry“ veröffentlicht und könnten die Art und Weise revolutionieren, wie wir über die Produktion von Methanol denken.
