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Bioraffinerie

Die häufigste Verbindung in Biomasse ist Glucose, die als Monomer, vor allem aber auch als Polymer in Form von Cellulose und Stärke vorkommt.
Bereits heute werden Pflanzenöle, die vor allem aus Triacylglycerinen bestehen, intensiv genutzt. (Die Reste R stehen für die Kohlenwasserstoff­ketten meist verschiedener Fettsäuren.)

Eine Bioraffinerie ist eine Raffinerie, in der aus Biomasse unter möglichst vollständiger Verwertung aller Rohstoffkomponenten verschiedene Zwischen- und Endprodukte (z. B. Chemikalien, Werkstoffe, Bioenergie) nachhaltig erzeugt werden. Es können als Nebenprodukte auch Lebens- und Futtermittel entstehen. Wichtig für eine Bioraffinerie sind ein zugrunde liegendes ganzheitliches Konzept und die Integration verschiedener Verfahren und Technologien.[1] Das bedeutet, dass bei der Entwicklung aller in einer Bioraffinerie stattfindenden Prozesse, neben dem Produktionsprozess, auch die Herkunft der Rohstoffe sowie die Entsorgungsprozesse, mit berücksichtigt werden.

Das Prinzip der Bioraffinerie weist bis auf die Rohstoffe viele Ähnlichkeiten mit dem der Erdölraffinerie auf, in der der komplex zusammengesetzte Rohstoff Erdöl in einzelne Fraktionen oder Komponenten getrennt wird. Teilweise werden diese durch chemische Verfahren in andere, besser absetzbare Verbindungen umgewandelt.[1]

Ein wichtiges Ziel des Konzepts „Bioraffinerie“ ist es, Erdöl als wichtigen Rohstoff der chemischen Industrie langfristig zu ersetzen und so zu einer biobasierten Industrie hin zu kommen. Das Energieministerium der Vereinigten Staaten bezeichnete Industrielle Bioraffinerien als vielversprechendsten Weg zu diesem Ziel.[2] Eine effiziente und nachhaltige Verwendung von Biomasse steht auch im Fokus der nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 der deutschen Bundesregierung, in welcher Bioraffinerien eine wichtige Rolle spielen.[3][4]

Durch die stoffliche Verwertung der Biomasse kann in Bioraffinerien eine Vielzahl an Produkten gewonnen werden. Besonders Chemie- und Pharmaindustrien können als Abnehmer dieser Produkte profitieren. Die Weiterverarbeitung von biogenen Kohlenstoffquellen in der Industrie kann durchaus als wettbewerbsfähig angesehen werden.[5] Beispielsweise wird Milchsäure fermentativ aus Zucker hergestellt und anschließend chemisch weiterverarbeitet, um den Biokunststoff PLA herzustellen. Ähnliches gilt auch für fermentativ hergestelltes Bioethanol, welches weiterverarbeitet wird zu Bioethylen oder Kraftstoffen.

  1. ↑ a b Arno Behr, Thomas Seidensticker: Einführung in die Chemie nachwachsender Rohstoffe – Vorkommen, Konversion, Verwendung Springer Spektrum, 2018, ISBN 978-3-662-55254-4, S. 340–351.
  2. ↑ Birgit Kamm: Bioraffinerie – Produktion von Plattformchemikalien und Synthesegas aus Biomasse. In: Angewandte Chemie, 2007, 139, S. 5146–5149.
  3. ↑ Bioökonomie nachhaltig umsetzen! (PDF; 2,5 MB) Erste Handlungsempfehlung des Bioökonomierats zur Umsetzung der Nationalen Bioökonomie. biooekonomierat.de, 7. März 2023; abgerufen am 10. März 2024.
  4. ↑ Philipp Graf: Bioraffinerien: Nachwachsende Rohstoffe effizient nutzen. In: biooekonomie.de, Themendossiers. 17. November 2015, abgerufen am 11. März 2024.
  5. ↑ Markus Götz, Andreas Rudi, Raphael Heck, Frank Schultmann & Andrea Kruse: Processing Miscanthus to high-value chemicals: A techno-economic analysis based on process simulation. In: GCB-Bioenergy Volume 14, Issue 14, April 2022, doi:10.1111/gcbb.12923, S. 447–462.

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