Weiterverarbeitung von Zuckerrohr-Bagasse-Abfällen zu Ethanol und Faserstoffen (Verwertung von Bagasse)

• Forschungsstelle: BAFU
• Projektnummer: UTF 27.01.00

Schlüsselwörter (Deutsch)

Ethanol, Bagasse, Zuckerrohr, Brasilien

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Weltweit werden rund 1‘000 Mio. Tonnen Zuckerrohr jährlich geerntet. Bei der industriellen Herstellung von Ethanol und Zucker aus diesem Zuckerrohr fallen ca. 200 Mio. Tonnen Bagasse (nass) an. Obwohl die nicht-toxische Bagasse ein grosses Potential an Energie und Pflanzenfasern enthält, wird dieser Abfall heute kaum genutzt. Leider wird die grosse Abfallmenge auch in den seltensten Fällen fachgerecht entsorgt und verursacht damit entsprechende Umweltprobleme.

Erste Vorversuche mit kleineren Mengen importierter Bagasse zeigen auf, dass sich bei einer Verarbeitung der Bagasse mit dem von 2B AG entwickelten Verfahren (simultane Fermentation und Verzuckerung - SFS) zu Ethanol und Pflanzenfasern die Ausbeute bei der Ethanolherstellung um bis zu 30% steigern lassen könnte, wobei gleichzeitig die Abfallprobleme gelöst werden könnten. Damit eröffnet sich für Schweizer Umwelttechnologien (beteiligt an der Bagasse AG sind 2B AG mit Partnern aus der Schweiz und Brasilien) ein grosses Marktpotential, gleichzeitig werden die Abfallprobleme der Zuckerrohrverarbeitung gelöst.

Erste Abschätzungen zeigen, dass die derartige Produktion von Ethanol aus Bagasse durchaus mit den Kosten von Ethanol aus Zuckerrohr konkurrenzieren kann. Alternative Entsorgungsverfahren zur Nutzung von Bagasse als Brennstoff für die Herstellung von Prozesswärme sind aufgrund der hohen Feuchtigkeit der Bagasse sehr ineffizient und sind bei den aktuellen Energiepreisen nicht wirtschaftlich.

Ergebnisse gemäss Vertrag (Deutsch)

Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit für die Umsetzung von Bagasse in Ethanol und technisch nutzbare Pflanzenfasern zu demonstrieren und ein baureifes Pilotprojekt vorzubereiten.

Zu diesem Zweck sind folgende Arbeiten vorgesehen:
• Anpassung und Optimierung der Prozessparameter des SFS-Verfahrens im Hinblick auf die Verarbeitung von Bagasse in mehreren Stufen.
• Prüfen der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit einer ersten Pilotanlage in Brasilien.
• Planung der Pilotanlage inkl. Spezifikationen der notwendigen Komponenten

Projektziele (Deutsch)

Das Ziel des vorliegenden Projektes ist es, die technische und wirtschaftliche Machbarkeit für die Umsetzung von Bagasse in Ethanol und technisch nutzbare Pflanzenfasern zu demonstrieren und ein baureifes Pilotprojekt vorzubereiten.

Zu diesem Zweck sind folgende Arbeiten vorgesehen:
- Anpassung und Optimierung der Prozessparameter des SFS-Verfahrens im Hinblick auf die Verarbeitung von Bagasse in mehreren Stufen.
- Prüfen der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit einer ersten Pilotanlage in Brasilien.
- Planung der Pilotanlage inkl. Spezifikationen der notwendigen Komponenten
- Aufbau der Pilotanlage in Brasilien zur Erzeugung von Fasern in marktgerechter Qualität.
- Vermarktung der Fasern und Erstellung eines Berichtes über die im ersten Produktionsjahr gemachten Erfahrungen. Es müssen Daten zur ökonomischen Rentabilität und zur ökologischen und energetischen Bewertung des Verfahrens geliefert werden.

Beschreibung der Resultate (Deutsch)

In den vergangenen drei Jahren hat die Firma Bagasse AG mit Hilfe von Bundesmitteln gemäss dem Vertrag UTF 27.01.00  die Möglichkeit einer biotechnologischen Weiterverarbeitung von Bagasse zu Ethanol und Faserstoffen untersucht.

Als Ergebnis hat sich gezeigt, dass die biotechnologische Verarbeitung von Bagasse mit dem SFS-Verfahren möglich ist. Obwohl die Produktion von Ethanol aus Bagasse unter den aktuellen wirtschaftlichen Bedingungen in Brasilien nicht rentabel gestaltet werden kann, scheint die Produktion von Fasern bald rentabel werden zu können: Eine Umfrage auf dem lokalen Markt in Brasilien hat ergeben, dass rasch eine starke Nachfrage nach Fasern aus Bagasse entstehen könnte. Die Fasern ersetzen dabei solche auf Kunststoffbasis. Die Abnehmer sind bereit, einen Preis zu bezahlen, der die entsprechende länger-fristige Rentabilität von Faserproduktion aus Bagasse sicherstellen kann. Positive Reaktionen potentieller Abnehmer aus der Schweiz lassen zudem erhoffen, dass sogar ein weltweiter Markt für Fasern aus Bagasse entstehen könnte. Es wäre jedoch ökologisch sinnlos, das Ausgangsprodukt Bagasse für die Verarbeitung in die Schweiz zu transportieren. Deshalb empfiehlt es sich, dass eine Pilotanlage vor Ort aufgebaut wird. Als klares Zeichen für die berechtigte Erwartung eines kommerziellen Erfolges dieser Technologie gilt der Umstand, dass sich ein lokaler Partner aus der Privatwirtschaft mit einem namhaften Investitionsbeitrag am Aufbau einer entsprechenden Pilotanlage beteiligen will. Die Firma Bagasse AG hat deshalb einen entsprechenden Zusatzantrag gestellt.

Es wird eine Pilotanlage zur Weiterverarbeitung von Bagasse in Brasilien aufgebaut. Die ursprünglichen Ziele werden dort weiterverfolgt, das heisst;
- aus Umweltsicht wird aus einem Abfallrohstoff ein hochwertiges Produkt erzeugt, mit welchem erdölbasierte Kunststoffe ersetzt werden.
- aus ökonomischer Sicht wird die Möglichkeit einer lokalen Wertschöpfung durch Verarbeitung eines lokal anfallenden Rohstoffes geschaffen. Auf Schweizer Seite entsteht ein weltweiter Markt für den Export einer Umwelttechnologie, bei der die Schweiz Pionierleistung erbracht hat und zur Zeit führend ist.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Im Magazin UMWELT 1/2008 wird dieses Projekt erwähnt. Mehr Informationen unter www.umwelt-schweiz.ch/magazin oder im angehängten PDF.

Zugehörige Dokumente

• UMWELT+40-43 Grasverwertung.pdf [PDF] 566 kB