In einer Studie im Auftrag der deutschen, niederländischen und dänischen Regierungen schätzt Ecofys, dass 17 Mio. t Rohöläquivalent an Biokraftstoffen mit niedrigem ILUC-Risiko mithilfe von europäischen Holzabfällen und Stroh sowie weltweit verfügbarem Altspeiseöl produziert werden könnten. Dies würde bei Einfachzählung fast 60Prozent der gesamten prognostizierten Menge an Biokraftstoffen für 2020 in der EU entsprechen. Zur Berechnung des Potenzials der einzelnen Abfall- und Reststoffe für ein geringes ILUC-Risiko wurde in dieser Ecofys-Studie zunächst die theoretisch verfügbare Menge eines jeden Rohstoffs ermittelt. In einem nächsten Schritt wurde die Menge berechnet, die nachhaltig geerntet oder gesammelt werden könnte. Dazu gehört unter anderem der Schutz der Bodenqualität. Zum Schluss wurde das Risiko für ILUC geschätzt, welches auch die aktuelle Verwendung dieser Rohstoffe außerhalb des Bioenergie-Sektors beinhaltet. Denn würde die Bioenergieproduktion mit anderen Bereichen konkurrieren, bestünde eine erhöhte Gefahr der ILUC. Deshalb wurden bereits bestehende Verwendungen vom nachhaltigen Potenzial abgezogen. Die Berechnung des Potenzials für Altspeiseöl bezieht die ganze Welt ein, weil der Rohstoff weltweit gehandelt wird, alle anderen Stoffe wurden auf der EU-Mitgliedsstaat-Ebene analysiert. Die robuste Quantifizierung des verfügbaren Potenzials von Abfall- und Reststoffen ist schwierig. Im Gegensatz zu Feldfrüchten gibt es keine Daten über die Verfügbarkeit von Abfall- und Reststoffen. Diese Studie basiert ihre Berechnungen auf der vorhandenen Literatur und zahlreichen Experteninterviews. Der Datenmangel bedeutet, dass quantifizierte Potenziale in dieser Studie beste Schätzungen darstellen.
Ziel des in Zusammenarbeit mit der Firma Josef Rettenmaier & Söhne durchgeführten Projektes ist die energie- und rohstoffeffiziente Herstellung von Spezialzellstoffen aus alternativen, teilweise bislang kaum genutzten Rohstoffquellen (Weizenstroh, Miscanthus Giganteus, Buchen-Waldrestholz) für hochwertige Anwendungen. Für derartige Anwendungen sind in vielen Fällen keine dafür speziell designten Zellstoffe verfügbar, so dass auf teure, aber nicht für den Anwendungszweck optimal geeignete Marktzellstoffe zurückgegriffen werden muss. Ziel des Projektes ist es daher, maßgeschneiderte Spezialzellstoffe für die Erzeugung von mikrokristalliner und mikrofibrillierter Cellulose herzustellen.
TP3a: Das Aufkommen von Laubholz wird in Zukunft aufgrund eines Waldumbaus stetig zunehmen. Die deutsche Sägeindustrie ist allerdings auf Nadelholz spezialisiert. Bei den Laubhölzern findet vor allem das hochwertige Stammholz von Wertlaubholz Absatz. Geringwertige Sortimente und Durchforstungsmaterial werden vor allem als Brennholz verkauft oder verbleiben im Wald. Das Teilprojekt soll sich auf die Wertschöpfungskette 'Stammholz-Holzprodukte' richten und hat als Ziel, geringwertiges Stammholz verschiedener Baumarten wie Eiche, Esche, Ahorn und Birke einer hochwertigen Nutzung zuzuführen. TP3b:Im Forschungsprojekt werden neue, innovative und marktfähige Dämmplatten auf Basis von bisher kaum genutzten Laubholzfasern (Buche, Esche, Birke) entwickelt bzw. in die bestehenden Produktionsprozesse integriert. Dazu werden vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI) unter Variation der Aufschlussbedingungen erzeugte Fasern morphologisch charakterisiert und daraus Dämmplatten hergestellt sowie deren Eigenschaften untersucht. Ausgewählte Plattenvarianten werden mit Brandschutzmittel ausgerüstet und hinsichtlich ihrer Schimmelpilzresistenz getestet TP3a: Das Teilprojekt 3a ist in 5 Arbeitspakete unterteilt. Zu Beginn wird eine Wertschöpfungskettenanaylse durchgeführt auf die in den folgenden Arbeitspaketen Bezug genommen wird. Anschließend werden Teilelemente der Wertschöpfungsanaylse wie Einschnitt, Trocknung und Längsverklebung für die geringwertigen Laubholzsortimente genauer untersucht. TP3b:Vom WKI hergestellte Fasern werden untersucht und die Schüttdichte bestimmt. Im Anschluss werden Faserdämmplatten verschiedener Dichte aus Nadel- und Laubholzfasern mit verschiedener Bindemitteltypen und -mengen hergestellt und deren Eigenschaften bestimmt. Ausgewählte Plattenvarianten werden mit zwei wasserbasierten Brandschutzmitteln ausgerüstet und das Brandverhalten ermittelt. Außerdem wird die Resistenz gegen Schimmelpilzbefall evaluiert.
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Konzeptes für eine Bioraffinerie zur Herstellung von nachhaltigen und technologisch hochwertigen Materialien aus kostengünstigen und leicht verfügbaren Ausgangsmaterialien, wie Forstrückstände, Maisabfälle und Gärreste. Die Materialien, die hergestellt werden, sind Aktivkohlen mittlerer Oberflächengröße zur Aufbereitung von Biogas aus Biogasanlagen und hochoberflächigen Aktivkohlen für die Speicherung von elektrischer Energie in Superkondensatoren. Das Projekt wird in Kooperation mit zwei lateinamerikanischen Partnern (Mexiko und Kolumbien) und einem Partner aus Europa (Portugal) realisiert werden, die sich mit dem Forschungsbereich der grünen Materialien intensiv beschäftigen, die jedoch bisher getrennt gearbeitet haben. Die sozialwirtschaftliche Entwicklung von allen Partnerländern und insbesondere von den lateinamerikanischen Ländern wird durch Nutzung der reichlich vorhandenen regionalen Ausgangsrohstoffe für die Entwicklung von hochtechnologischen Anwendungen unterstützt. Darüber hinaus spielt die 'Food-vs.-Fuel' Problematik keine Rolle, da die Ausgangsmaterialien für dieses Projekt keinen Nahrungswert besitzen. Für die Aktivkohleherstellung werden die Biomassen zuerst mittels Pyrolyse oder hydrothermaler Karbonisierung (HTC) vorbehandelt und danach physikalisch mit CO2 oder chemisch mit KOH, ZnCl2 und H3PO4 aktiviert. Jeder Schritt der Bioraffinerie soll theoretisch und, wenn notwendig, mit Experimenten im Labormaßstab untersucht, bewertet und optimiert werden. Dies enthält die Berechnung der theoretischen Massen- und Energiebilanzen, sowie die Feststellung der optimierten Parameter für die Pyrolyse, die hydrothermale Karbonisierung und die Aktivierung. Schließlich sollen die hergestellten Aktivkohlen als Adsorbens für CO2 in Biogassystemen (mitteloberflächigen Aktivkohlen) und als Elektrode in Energiespeicherungssystemen (hochoberflächigen Aktivkohlen) getestet werden.
Die prinzipielle Produktion von Fettsäureethylestern (Biodiesel) über intrazellulär gebildete Fettsäuren ist in Escherichia coli umgesetzt worden. Dabei werden nur geringe Konzentrationen erreicht. In diesem Projekt wird daher ein Pilz eingesetzt werden, der nicht nur für gentechnische Arbeiten gut zugänglich ist, sondern von Natur aus einen sehr guten Fettsäureproduzenten darstellt. Projektziel ist die Entwicklung eines leistungsfähigen Stammes, welcher als Substrat land- und forstwirtschaftliche Reststoffe verwerten kann. Der Prozess soll mit hoher Ausbeute und hoher Produktivität realisiert werden. Um die Prozesskosten gering zu halten, wird ein effektives Aufreinigungsverfahren entwickelt werden. In dem Projekt wird zunächst ein gentechnisch veränderter Stamm entwickelt, welcher größere Mengen an Fettsäureethylestern (FSEE) produzieren wird. Die Entwicklung eines optimalen Upstream- und Downstream-Prozesses wird eine ökonomisch sinnvolle Herstellung ermöglichen. Zunächst erfolgt die Stammentwicklung, der Stoffwechsel wird manipuliert zur Bildung von FSEE. Weiterhin erfolgt eine Prozessentwicklung 'Upstream', also die Bestimmung optimaler Fermentationsparameter und die Realisierung eines Scale-Up. Schließlich wird noch die Aufarbeitung optimiert, um das Produkt mit hoher Ausbeute und in hoher Qualität zu erhalten.