Die Herstellung von Methanol aus Biomasse könnte in Zukunft vereinfacht und dezentralisiert werden. Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) haben ein neues Verfahren entwickelt, das die Verarbeitung von pflanzlichen Roh- und Abfallstoffen unter milden Reaktionsbedingungen in einem autarken Prozess ermöglicht. Dies macht die aufwändige Trocknung der Biomasse sowie weite Transporte zu großen Vergasungsanlagen überflüssig.
Forschende entwickeln Verfahren für nachhaltige dezentrale Herstellung
Methanol ist eine vielseitige Basischemikalie und ein vielversprechender Energieträger. Es kann beispielsweise als drop-in-fähiger Kraftstoff genutzt werden, also direkt in bestehenden Fahrzeugen eingesetzt werden. Bisher wird der Methylalkohol (CH3OH) hauptsächlich aus fossilem Erdgas hergestellt. Dies steht jedoch im Widerspruch zu den langfristigen Klimazielen. „Nachhaltiges Methanol aus Biomasse kann zukünftig einen Teil der fossilen Methanolproduktion kompensieren. Mit den aktuellen Methoden ist dieser Prozess jedoch sehr aufwändig und energieintensiv“, sagt Dr. Patrick Schühle vom Lehrstuhl für Chemische Reaktionstechnik der FAU.
Bisher konzentrierte sich die Forschung zur Methanolherstellung aus Biomasse hauptsächlich auf die Biomassevergasung. Bei diesem Prozess werden land- und forstwirtschaftliche Reststoffe sowie industrielle Abfallprodukte wie Hydrolysate aus der Papierherstellung zunächst getrocknet, oft gemahlen und dann zu großen Vergasungsanlagen transportiert. Dort werden sie bei Temperaturen von bis zu 1000 °C in Synthesegas und anschließend unter hohem Druck (50 bis 100 bar) in Methanol umgewandelt. Da trockene Biomasse eine geringe Energiedichte hat, muss sie oft pelletiert werden, was zusätzliche Kosten verursacht.
80 Prozent Kohlenstoffumsatz
Ein wesentlicher Vorteil des neuen Verfahrens ist die Möglichkeit, auch feuchte Biomasse wie Trester, Grasschnitt, Holzspäne oder Stroh direkt zu verarbeiten, ohne sie vorher zu trocknen. Da zusätzliche Schritte wie Zerkleinern und Pelletieren sowie der Einsatz von externer Prozesswärme entfallen, eignet sich die Methode auch für kleinere Anlagen. „Die Methanolproduktion kann dezentraler erfolgen als bisher“, sagt Patrick Schühle. „Für große Landwirtschafts- oder Forstbetriebe oder Agrargenossenschaften kann sich eine Investition in die neue Technologie durchaus lohnen.“ Bei ihrer Entwicklung setzen die Forschenden auch auf das Know-how der OxFA GmbH. Das Unternehmen aus dem fränkischen Scheßlitz ist weltweiter Vorreiter bei der Herstellung von Ameisensäure aus Biomasse.
Wettbewerbsfähige Kosten
Da die Kosten der Methanolproduktion maßgeblich von der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff bestimmt werden, haben die Forschenden die direkte Integration eines Elektrolyseurs in das System in Betracht gezogen. Dieser spaltet Wasser auf und stellt so sowohl den benötigten Sauerstoff als auch den Wasserstoff für die Reaktion bereit. Schühle: „Elektrolyse braucht viel Energie. Idealerweise stammt der benötigte Strom aus regenerativen Quellen, etwa aus Photovoltaik oder Windkraft vor Ort.“ In diesem Kontext gewinnt die Agri-Photovoltaik zunehmend an Bedeutung. Dabei werden landwirtschaftliche Flächen gleichzeitig für die Nahrungsmittel- und Stromproduktion genutzt. Angesichts stagnierender oder sinkender Einspeisevergütungen wird es wirtschaftlich attraktiver, den erzeugten PV-Strom direkt für die Herstellung von Methanol zu verwenden. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, die Methanolsynthese durch die Zwischenspeicherung von Ameisensäure nur dann durchzuführen, wenn die Strompreise besonders günstig sind.
„Wir haben ausgerechnet, dass grünes Methanol zukünftig zu einem ähnlichen Preis realisierbar wäre wie jenes, das aus Erdgas hergestellt wird“, erklärt Patrick Schühle. „Damit könnte es auch aus wirtschaftlicher Sicht einen sinnvollen Beitrag zur Defossilisierung unserer Industriegesellschaft leisten.“
Quelle
Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) (09/2025)
Publikation
Methanol production in a sustainable, mild and competitive process: concept launch and analysis
DOI: 10.1039/D5GC01307K
https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2025/gc/d5gc01307k