Machbarkeitsstudie zur Absolutierung von Bioethanol aus landwirtschaftlichen Brennereien

Zusammenfassung

Die vorliegende Studie schließt an die Machbarkeitsstudie zur Bioethanolproduktion in landwirtschaftlichen Brennereien [1] an und befasst sich inhaltlich mit dem nachgelagerten Prozess der Entwässerung bzw. der Absolutierung des Rohalkohols von 85 Vol.% auf das verkaufsfähige Produkt mit > 99,5 Vol.%.
Die landwirtschaftlichen Brennereien produzieren derzeit Ethanol mit einer Qualität von rund 85 Vol.%. Ein Großteil dieses Rohbranntweins wird an die Bundesmonopolverwaltung für Branntwein abgegeben, außerdem werden Kleinmengen an Spirituosen hergestellt. Im Zuge der EU-Harmonisierung ist zu erwarten, dass das deutsche Branntweinmonopol voraussichtlich zum 31.12.2010 auslaufen wird. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig neue Absatzmärkte, wie die Produktion und den Verkauf von Bioethanol als Kraftstoffsubstitut, für die vorhandenen landwirtschaftlichen Brennereien zu erschließen. Bioethanol darf dem Otto-Kraftstoff zugegeben, direkt als Kraftstoff bzw. als E 85 vermarktet sowie zur Produktion von ETBE verwendet werden.

In der vorliegenden Studie wurden drei Anlagentypen zur Entwässerung von Rohalkohol technisch und wirtschaftlich untersucht. Dabei handelte es sich um die Dämpfepermeationsanlage, das Molekularsieb und eine Hybridanlage, eine Kombination aus vorgeschalteter Dämpfepermeation mit einem Molsieb. Die Untersuchungen haben ergeben, dass die Dämpfepermeationsanlage, mit Absolutierungskosten in Höhe von rund 4 Ct/l bei einer 25.000 t/a Anlage und 3 Ct/l bei der 50.000 t/a Anlage die geringsten spezifischen Produktionskosten aufwies. Um ein solches Anlagenkonzept realisieren zu können, konnten zwei verschiedene Standorte in NRW ermittelt werden, auf denen eine solche zentrale Absolutierungsanlage errichtet werden kann. Dies ist zum einen der Chemiepark Marl, der aufgrund seiner sehr guten Verkehrsanbindungen und der problemlosen Versorgung mit Energie sowie der Tatsache, dass auf dem Betriebsgelände mit der Oxeno Olefinchemie GmbH ein potentieller Abnehmer des Produktes ansässig ist, sehr gute Voraussetzungen mitbringt. Auf der anderen Seite konnte mit dem Betriebsgelände der Deutschen Kornbranntwein-Vermarktungs GmbH (dkv) ein weiterer Standort ermittelt werden, der sich aufgrund der etwas günstigeren Medien- und Mietkosten anbietet.
Darüber hinaus wurde ebenfalls ein dezentrales Absolutierungskonzept mit eine Anlagengröße von 20.000 hl/a auf dem Prinzip der Dämpfepermeation untersucht. Dabei wurde ermittelt, dass bei einem solchen Anlagenkonzept Rohalkohol (85 Vol.%) für 8,3 Ct/l absolutiert werden kann. Bei der Nutzung einer vorhandenen Rektifikationskolone (96 Vol.%) können die Kosten noch auf ca. 6 Ct/l gesenkt werden. Setzt man eine abgeschriebene und bezahlte Brennerei voraus, so entstehen dennoch Produktionskosten in Höhe von 60 Ct/l. Gesenkt werden können die Kosten insbesondere durch Einsatz eines anderen Energieträgers z.B. einer Strohheizung statt Heizöl sowie weiterer Optimierungsmaßnahmen (z.B. Reduzierung des Energieeinsatz) des Destillationsprozesses.

Die im Rahmen der Studie vorgenommene Befragung der Brennereiverbände ergab, dass der Großteil der Brennereien Interesse an der Produktion von Bioethanol für den freien Markt hat. Aufgrund der aktuellen Marktpreise von 45-47 Ct/l sind die landwirtschaftlichen Brennereien nicht in der Lage, verkaufsfähiges Bioethanol wirtschaftlich zu produzieren. Auf diesem Preisniveau dürften ebenfalls industrielle Produktionsstätten nicht wirtschaftlich produzieren können. Der zu erzielenden Verkaufspreis an Mineralölkonzerne für Bioethanol ist deutlich niedriger, als der derzeitige Abnahmepreis der Bundesmonopolverwaltung, so dass aktuell das unternehmerische Risiko als hoch eingeschätzt wird und somit keine Investitionen in die Bioethanolproduktion rechtfertigen.
Die interessierten Brennereien könnten mit der vorhandenen Kapazität (ohne neue Investitionen) zwar Rohalkohol in ausreichender Menge für eine zentrale Absolutierungsanlage mit einer Kapazität von 25.000 t/a oder 50.000 t/a produzieren, jedoch sind diese Brennereien unter den gegebenen Rahmenbedingungen nicht in der Lage dies zu dem aktuellen Marktpreisen von 45-47 Ct/l zu realisieren.
Wagt man einen Ausblick in die mögliche Entwicklung, könnte aus der aktuellen Marktlage, eine Direktvermarktung der landwirtschaftlichen Brennereien von Bioethanol als E 85 Kraftstoff eine neue Möglichkeit sein, den Markt für sich zu erschließen und somit eine hohe Wertschöpfung innerhalb der Landwirtschaft zu verwirklichen. Ein solches Konzept könnte wie folgt strukturiert sein:

Es bleibt festzustellen, dass die Produktion von Bioethanol in landwirtschaftlichen Brennereien in Deutschland machbar ist und verschiedene Konzepte zur Realisierung existieren. Den deutlichen ökologischen Vorteilen, die durch das kleinräumige Schließen von Stoffkreisläufen eindeutig für diese Art der Bioethanolproduktion sprechen, stehen einige Unsicherheiten hinsichtlich einer wirtschaftlichen Produktion von verkaufsfähigem Bioethanol gegenüber.
Darüber hinaus besteht für die landwirtschaftlichen Brennereien eine echte Chance zur Direktvermarktung von Bioethanol als E85 nach dem Vorbild des Biodiesels, d.h. einen Marktzugang mit hoher Wertschöpfung durch die Landwirtschaft zu erreichen. Soweit politisch gewollt, sind hier allerdings Starthilfen erforderlich.