- Bambus kann in flüssige Transportbrennstoffe umgewandelt werden, mit wettbewerbsfähigen Preisen und geringem Emissionspotenzial.
- Die hydrothermale Verflüssigungstechnik kann Bambus effizient in Biokraftstoff umwandeln und dabei große Mengen Kohlenstoff speichern.
- Der Flächenbedarf für den Anbau von Bambus beträgt nur 13 % des für Maisethanol benötigten Ackerlandes.
- Bambus kann auf Flächen angebaut werden, die keine Lebensmittelkulturen beeinträchtigen, was umweltfreundlich ist.
Die von den Forschern des Worcester Polytechnic Institute (WPI) geleitete Studie zeigt, dass Bambus als die am schnellsten wachsende Pflanze der Erde das Potenzial hat, in flüssige Transportbrennstoffe umgewandelt zu werden, deren Preise mit Öl konkurrieren können und deren Treibhausgasemissionen weit unter denen herkömmlicher Brennstoffe liegen. Das Forschungsteam umfasst Michael Timko, den Leiter der Abteilung Chemieingenieurwesen an der WPI, und Timothy Woodard, der 2026 promoviert wird. Sie fanden heraus, dass Bambus ein vielversprechendes Rohmaterial für Brennstoffe in Transportmitteln, Flugzeugen und Zügen sein kann.
Die Studie wurde in der Fachzeitschrift „Sustainable Energy & Fuels“ veröffentlicht und kombiniert Laborversuche zur Umwandlung von Bambus in Biokraftstoff mit wirtschaftlichen und lebenszyklusbezogenen Bewertungsmodellen.
Umwandlungstechnologie und Rohstoffauswahl
Die beiden Schlüsselfaktoren der Forschungsergebnisse sind die Umwandlungstechnologie und die Auswahl der Rohstoffe. Der Prozess basiert auf der hydrothermalen Verflüssigungstechnik (hydrothermal liquefaction, HTL), die Wärme und Druck nutzt, um Biomasse in Biokraftstoff umzuwandeln. Die Forscher fanden heraus, dass diese Methode zur Umwandlung von Bambus effizienter ist als die Verwendung anderer Rohstoffe. Bambus selbst kann auch große Mengen Kohlenstoff speichern, sowohl im Boden als auch in seinen Wurzeln, was seine Emissionseigenschaften verbessert.
Wirtschaftliche Modelle zeigen, dass der Preis für auf Bambus basierende Brennstoffe unter reifen kommerziellen Bedingungen auf bis zu 2,75 US-Dollar pro Gallone (entspricht etwa 21 HK$) sinken kann, was die Kosten für den Bau und Betrieb von Anlagen umfasst. Die Lebenszyklusanalyse bewertet die Treibhausgasintensität dieses Brennstoffs auf 3,5 Gramm Kohlendioxidäquivalent pro Megajoule Energie, was etwa 26-mal niedriger ist als bei herkömmlichem Diesel aus Öl. Diese Zahlen stammen aus Laboruntersuchungen und Modellen und nicht aus kommerziellen Anlagen, wobei die Preisannahme auf einer reifen Großproduktion basiert.
Umweltvorteile von Bambus
Das Forschungsteam schätzt, dass die Umwandlung von Bambus durch hydrothermale Verflüssigung mit der Produktion von Maisethanol in den USA vergleichbar ist, jedoch nur etwa 13 % der Ackerfläche benötigt. Im Gegensatz zu vielen jährlichen Pflanzen, die hinter anderen Biokraftstoffen stehen, ist Bambus eine mehrjährige krautige Pflanze, die mit relativ geringem landwirtschaftlichem Aufwand große Mengen Biomasse erzeugen kann, selbst auf mageren Böden. Im Vergleich zu anderen mehrjährigen Pflanzen hat Bambus einen extrem niedrigen Aschegehalt, mit einem Trockenmasseanteil von unter 1 %, sodass der Abfall, der während des Umwandlungsprozesses entsteht, minimal ist.
Timko erklärt, dass Bambus auf Flächen angebaut wird, die für Lebensmittelkulturen nicht geeignet sind. Er weist darauf hin: „Unsere Forschung zeigt, dass Bambus in zukünftigen Brennstoffen eine Rolle spielen wird.“ Die Freigabe von Flächen, die derzeit für Maisethanol genutzt werden, welches häufig mit Benzin gemischt wird, wird dazu beitragen, die Lebensmittelproduktion zu steigern und die Umweltbelastung zu verringern. Er ist überzeugt: „Landwirte profitieren, und auch die Verbraucher profitieren.“ Die Forscher fügen hinzu, dass Bambus auf ehemaligen Industrieflächen oder stark bewirtschafteten Feldern angebaut werden kann, wo andere Pflanzen schwer wachsen können.
Mit weiteren Forschungen und Entwicklungen wird Timko anmerken, dass Bambus der Industrie eine Möglichkeit bieten wird, niedrigkohlenstoffhaltige flüssige Brennstoffe in großem Maßstab zu produzieren, was eine praktikable Option für Sektoren wie den Schwertransport und die Luftfahrt darstellt, die schwer zu elektrifizieren sind. Er glaubt, dass der Zeitpunkt für diese Arbeit günstig ist, da die Brennstoffpreise hoch sind und die Treibhausgasemissionen im Transportsektor die höchsten in den USA sind. Timko und Woodard haben gemeinsam mit Charles Cai von der Aalto University in Finnland und James Walters, dem CEO von Avos BioEnergy, diese Studie verfasst.
Das Potenzial von Bambus als kohlenstoffarmer Brennstoff
Bambus hat als erneuerbare Ressource das Potenzial, in flüssige Brennstoffe umgewandelt zu werden, was von großer Bedeutung für die Verringerung der Abhängigkeit von herkömmlichen Brennstoffen ist. Da Bambus schnell wächst und in mageren Böden gedeihen kann, stellt er eine nachhaltige Brennstoffquelle dar. Darüber hinaus bieten die geringen Kohlenstoffemissionen von Bambus und sein Anbaupotenzial ohne Beeinträchtigung der Lebensmittelproduktion neue Ansätze für die zukünftige Energiewende. Mit weiterer Forschung zu Bambusbrennstoffen könnte er in Zukunft eine größere Rolle im Schwertransport und in der Luftfahrt spielen.