Bioraffinerien 2. Generation

Die Bioraffinerien der 2. Generation konzentrieren sich auf die ganzheitliche Verwertung der gesamten Pflanze, einschließlich nicht essbarer Teile wie Stängel, Blätter und Neben-, Rest- und Abfallprodukte. Einerseits tragen die durch die Verwertung der gesamten Pflanze zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Effizienz in der Bioenergie- und Bioproduktindustrie bei und andererseits können sie durch die Integration von Technologien eine breitere Palette von Produkten und Energieträgern herstellen.

Holz, Stroh, Miscanthus oder auch Hanf enthalten Lignozellulose als Stützsubstanz, die ihnen Stabilität verleiht. In der Bioraffinerie wird diese aufgespalten und die einzelnen Komponenten Cellulose, Hemicellulose und Lignin separat verwertet werden. Ein Karlsruher Verfahren zur Ligninspaltung wird dabei mit einem Hohenheimer Verfahren zur Verwertung von Lignozellulose gekoppelt. Dabei entstehen unter anderem die Furfurale 5-Hydroxymethylfurfural (HMF) und Furfural und verschiedene aromatische Chemikalien, wie zum Beispiel Phenole. Mit dem Furfural und Phenolen können beispielsweise biogene und damit formaldehydfreie Spanplatten und Sperrholz hergestellt werden. 

Hingegen werden Proteine zusätzlich aus frischem, grünem Grasschnitt (Dauergrünland, Luzerne oder Klee) gewonnen. Diese Proteine können Sojaschrot als Futtermittel ersetzen und sollen langfristig auch für die menschliche Ernährung geeignet sein. Dabei entsteht eine Proteinpulver und zusätzlich ein zuckerreicher "Braunsaft", der ebenfalls zur Gewinnung von Grundchemikalien wie zum Beispiel HMF oder Furfural genutzt werden kann.  

Auch können Chicorée-Wurzelrüben, Obst- und Gemüseabfällen verwertet werden, um diese chemischen Grundstoffe zu synthetisieren. Der wässriger Reststrom mit Nährstoffen, verschiedenen Zuckerarten, Säuren und Alkoholen wird einer Biogasanlage zugeführt. Dort wird daraus Strom, Wärme und Gärrest. Die Wärme wird dafür genutzt, um in die Chemikalien herstellen zu können. Der Gärrest kann durch die sogenannte HTC-Technologie zu Hochleistungskohlenstoffen umgewandelt werden. Dabei lässt sich streufähiger Mineraldünger ausfällen, um Böden bedarfsgerecht zu düngen. Damit schließt sich der regionale Kreislauf. Der Kohlenstoff wird in den Produkten Hochleistungskohlenstoffe und Grundchemikalien weiter genutzt und ersetzt damit fossile Kohle und Erdöl.