Was ist der Fischer-Tropsch-Prozess?
Das Fischer-Tropsch-Verfahren wandelt ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid, das als Synthesegas bezeichnet wird, in flüssige Kohlenwasserstoffkraftstoffe und Schmiermittel um. Kohle, Erdgas oder Biomasse können eine Quelle für Synthesegas sein. Es wird mittels Vergasung hergestellt, wobei das Ausgangsmaterial bei hoher Temperatur und hohem Druck chemisch mit Sauerstoff oder Wasserdampf behandelt wird. Synthesegas wird unter variabler Hitze in Gegenwart eines Katalysators, üblicherweise Kobalt, Eisen oder Ruthenium, zur Reaktion gebracht, um das synthetische Erdöl herzustellen. Die deutschen Forscher Franz Fischer und Hans Tropsch entwickelten das Verfahren in den 1920er Jahren.
Synthesegas als Flüssigbrennstoffquelle hat in Ländern mit wenig Erdöl, aber einem Überfluss an Rohstoffen, die zur Herstellung des Gases benötigt werden, ein beträchtliches Interesse auf sich gezogen. Biomasse zu Flüssigkeit ist eine besonders attraktive Alternative, da sie ein nachwachsender Rohstoff ist. Das Fischer-Tropsch-Verfahren wandelt Synthesegas in flüssige Kohlenwasserstoffe, Kohlendioxid und Wasser um. In Abhängigkeit von der Temperatur, dem Druck und dem im Verfahren verwendeten Katalysator können unterschiedliche synthetische Erdölsorten hergestellt werden. Bei 625 ° F (330 ° C) wird synthetisches Benzin hergestellt, während bei 390 ° F (200 ° C) das Produkt beispielsweise ein synthetischer Dieselkraftstoff wäre.
Der Vergasungsprozess ist ein sehr energieintensives Unterfangen. Obwohl das Ausgangsmaterial reichlich und kostengünstig sein kann, machen hohe Herstellungskosten Synthesegas typischerweise zu einer unwirtschaftlichen Alternative. Die Implementierung einer Fischer-Tropsch-Prozessanlage erfordert auch eine große Investition in die Ausrüstung und ist mit hohen Betriebskosten verbunden. Eine weitere Verfeinerung der Effizienz des Prozesses oder ein beträchtlicher Anstieg des Erdölpreises wären wahrscheinlich erforderlich, damit das Erdöl für die künftige Energieentwicklung in großem Umfang eingesetzt werden kann.
Trotz seiner Nachteile wurde das Fischer-Tropsch-Verfahren sowohl in Demonstrations- als auch in regulären Produktionsanlagen erfolgreich eingesetzt. In den 1930er Jahren wurde das Verfahren in Deutschland angewendet, um aus der in der Region reichlich vorhandenen Kohle synthetischen Flüssigbrennstoff herzustellen. Die ständige Verbesserung des Prozesses hat zu mehreren Varianten geführt, bei denen die meisten Implementierungen eine proprietäre Technologie verwenden.
South African Coal and Oil (SASOL) produziert seit den 1950er Jahren flüssige Brennstoffe aus Kohle nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren. Das Unternehmen hat zwei moderne Werke in China unter Vertrag genommen. Jeder kann 80.000 Barrel synthetisches Erdöl pro Tag produzieren. Mehrere große Ölfirmen haben in kleinen Demonstrationsanlagen mit der synthetischen Produktion experimentiert. Das US-Militär, der weltweit größte Kraftstoffverbraucher, fördert weiterhin Forschungen im Fischer-Tropsch-Prozess. In diesem Fall ist das Ziel eine Kraftstoffquelle, die vollständig unter der Kontrolle des Inlands steht, und keine wirtschaftlichen oder ökologischen Bedenken.