Analyse von thermochemischen Konversionsverfahren zur Herstellung von BtL-Kraftstoffen

Dissertation von Dagmar Beiermann
Universität Stuttgart, 2010

Nach dem BtL-Verfahren hergestellte synthetische Biokraftstoffe sind kompatibel zu den auf dem Markt befindlichen Fahrzeugen und können zu einer nachhaltigen Sicherung unserer Mobilität beitragen. Jedoch existiert bis dato noch keine großtechnisch betriebene BtL-Anlage. Die BtL-Herstellungsverfahren befinden sich überwiegend noch im Forschungs- und Entwicklungsstadium. Es ist offen, welches der verschiedenen Konzepte zu favorisieren ist.

Das Ziel der Arbeit ist es, die Effizienz von BtL-Verfahrenskombinationen und Betriebsweisen zu bestimmen und die daraus resultierenden BtL-Herstellungskosten und CO2-Reduktionspotenziale vergleichend gegenüberzustellen.

Im Rahmen der Arbeit werden in einem ersten Schritt BtL-Verfahrenskonzepte mit hohem Entwicklungsstand ausgewählt, miteinander kombiniert und verschiedene Fahrweisen definiert. Die entstandenen Technologieketten werden mit dem Prozesssimulationsprogramm Chemcad dargestellt und die Massen- und Energiebilanzen ermittelt. Darauf basierend werden Investitions- und Betriebskosten abgeschätzt und die Herstellungskosten der Verfahrensvarianten ermittelt. Zudem werden durch Berechnung der jeweiligen CO2-Reduktionspotenziale umweltverträgliche Herstellungspfade identifiziert und die CO2-Vermeidungskosten bestimmt. Die hierzu erforderlichen Daten wurden im Rahmen der Arbeit erarbeitet.

Diese Arbeit leistet den Beitrag, dass nicht nur bestimmte Technologieketten, sondern auch unterschiedliche Technologiekombinationen und Fahrweisen auf Basis von Prozesssimulationen analysiert werden, um Sensitivitäten hinsichtlich der Wirkungsgrade, Herstellungskosten und dem CO2-Reduktionspotenzial zu bestimmen. Insbesondere werden Abhängigkeiten und Relationen der verfahrenstechnischen, ökonomischen und ökologischen Parameter identifiziert und analysiert. Insofern trägt diese Arbeit dazu bei, die Wechselwirkungen von technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten der BtL-Technologien besser zu verstehen.

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