Das Bergius-Pier-Verfahren (auch als Bergius-Verfahren oder I.G.-Verfahren bezeichnet) ist ein großtechnisches Verfahren zur Kohleverflüssigung durch direkte Hydrierung von Kohle. Dabei werden die Makromoleküle der Kohle durch Wasserstoff bei hohen Drücken und Temperaturen zu kleineren Molekülen abgebaut.
Die Rohstoffbasis bestand anfangs aus Braunkohle, die durch Kohlevergasung sowohl den zur Hydrierung notwendigen Wasserstoff lieferte als auch die Kohlenstoffbasis für die Produkte bildete. Später erweiterten Steinkohle, Teere, Teeröle und Rückstände der Erdölverarbeitung die Rohstoffpalette. Als Produkte entstehen gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe, die als Kraft- und Schmierstoffe dienen.
Zwischen 1910 und 1925 entwickelte der deutsche Chemiker Friedrich Bergius die Grundlagen des Prozesses. Die kommerzielle Verfahrens- und Katalysatorentwicklung erfolgte ab 1925 maßgeblich durch die I.G. Farben unter der Projektleitung von Matthias Pier. Der weltweit erstmals im industriellen Maßstab hergestellte synthetische Kraftstoff war ab 1927 das Leuna-Benzin. Für ihre Verdienste um die Entdeckung und Entwicklung der chemischen Hochdruckverfahren erhielt Friedrich Bergius zusammen mit Carl Bosch 1931 den Nobelpreis für Chemie.
Im Rahmen der deutschen Autarkiebestrebungen entstanden in der Folgezeit mehrere Hydrierwerke, die während des Zweiten Weltkriegs einen Großteil des Kraftstoffbedarfs der deutschen Wehrmacht deckten. In der Nachkriegszeit verdrängten in Westdeutschland Produkte auf Basis von Erdöl die kohlechemischen Erzeugnisse, während in der DDR das letzte Hydrierwerk 1990 außer Betrieb ging.
Auch andere Länder setzten nach 1945 die Forschung und Entwicklung der Kohleverflüssigung fort. 2008 wurde in Ordos in der nordchinesischen Autonomen Region Innere Mongolei die weltweit erste kommerzielle Anlage zur direkten Kohleverflüssigung seit dem Zweiten Weltkrieg mit einer Kapazität von jährlich einer Million Tonnen in Betrieb genommen. Damit ist China gegenwärtig das einzige Land, welches das Verfahren in der Praxis erfolgreich anwendet.
Geschichte 1869 führte der französische Chemiker Marcelin Berthelot erste Versuche zur Gewinnung von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus Kohle durch, indem er Kohle mit Iodwasserstoff bei 270 °C behandelte. Obwohl seine Experimente technisch bedeutungslos blieben, gaben sie den Anstoß zu weiteren Forschungen. Um 1900 entwickelte Paul Sabatier die katalytische Hydrierung, wofür er 1912 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Seine Erkenntnisse über Metallkatalysatoren sowie die Studien von Wladimir Nikolajewitsch Ipatjew über Hochdruckchemie bildeten eine wichtige Grundlage für die Forschungsarbeit von Friedrich Bergius. mini|Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr In Deutschland wurde 1912 unter Leitung von Emil Fischer das Kaiser-Wilhelm-Institut für Kohlenforschung gegründet. Ziel war es, die Erforschung und Nutzung von Kohle voranzutreiben, wobei die Kohleverflüssigung im Mittelpunkt stand, um Deutschlands Mangel an Mineralölen entgegenzutreten. Den von Fischer angestrebten Reduktionsprozess, der in die chemische Technik überführt werden konnte, entwickelte schließlich Friedrich Bergius.
Als Privatdozent für Reine und angewandte physikalische Chemie an der Königlich-technischen Hochschule Hannover führte Bergius schon 1910 Hydrierversuche an synthetischer Kohle durch. Erste Tests führten zu reproduzierbaren Ergebnissen, die bei Temperaturen von 400 bis 450 °C und einem Wasserstoffdruck von 150 bar in 80%iger Ausbeute gasförmige und flüssige Kohlenwasserstoffe lieferten. Bergius erhielt 1913 ein Patent für seine Erfindung.
Durch Kontakte zu Karl Goldschmidt trat Bergius 1914 in die Leitung der Theodor Goldschmidt AG in Essen ein, welche die Verfahrensentwicklung zunächst finanzierte. Das Ziel, seine Ergebnisse industriell zu nutzen, erforderte erhebliche Investitionsmittel, so dass er 1918 ein Konsortium für Kohlechemie gründete. Die Hyperinflation von 1919 bis 1923 führte aber schon bald zu Finanzierungsproblemen. Bergius konnte das nötige Beteiligungskapital zwar kurzfristig durch andere, insbesondere ausländische, Unternehmen wie Shell und die britische ICI beschaffen. 1924 zog sich jedoch die Theodor Goldschmidt AG aus dem Konsortium zurück. Damit waren größere Projekte ohne ausreichendes Kapital nicht mehr möglich, sodass Bergius seine Patente an verschiedene Unternehmen im In- und Ausland verkaufte.
Kommerzialisierung Ab 1920 begann in Deutschland die systematische Forschung nach äquivalenten Ersatzstoffen für die Herstellung von Benzin. Zum einen wurden von nahezu allen Reichsregierungen der Weimarer Republik die Importe von Erdöl aufgrund der wirtschaftlichen Situation in Frage gestellt und zunehmend eine autarke Versorgung angestrebt.Frank Baumann: Die Geschichte der Benzinsynthese in den Leunawerken und ihre ökologischen Folgeerscheinungen am Anfang des 20. Jahrhunderts. In: Mitteilungen. Gesellschaft Deutscher Chemiker (Fachgruppe Geschichte der Chemie), Frankfurt/Main, 1996, Band 12, S. 63–68. Zum anderen prognostizierten US-Wissenschaftler in einer weltweit ernstgenommenen Studie, dass die globalen Erdölvorräte in kurzer Zeit erschöpft seien, während die Motorisierung unaufhaltsam zunehme.
Bereits 1922 hatte sich der rheinisch-westfälische Steinkohlebergbau die deutschen Schutzrechte des Bergius-Verfahrens auf die Verarbeitung von Steinkohle, Steinkohlenteeren und Steinkohlenteerderivaten gesichert. 1926 folgte die Gründung der AG für Steinkohleverflüssigung und Steinkohleveredelung. Träger dieser Bestrebungen und Eigentümer des Unternehmens waren die in der Gesellschaft für Teerverwertung zusammengeschlossenen Ruhrzechen, die im März 1928 den Grundstein für den Bau einer Großversuchsanlage in Meiderich legten. Dieses Werk ging im Oktober 1929 mit einem Durchsatz von jährlich 30.000 Tonnen in Betrieb, musste jedoch aufgrund des finanziellen Drucks infolge der Weltwirtschaftskrise Ende 1931 die Versuche einstellen.Glückauf – Berg- und Hüttenmännische Zeitschrift vom 3. August 1940, S. 429 (hier S. 9): Rückblick auf die Tätigkei der Aktiengesellschaft für Steinkohleverflüssigung und Steinkohleveredlung in Duisburg-Meiderich Digitization Laboratory – Library of the Silesian University of Technology (Gleiwitz), abgerufen am 19. August 2025.Manfred Rasch: Geschichte des Kaiser-Wilhelms-Instituts für Kohlenforschung 1913–1943. VCR, 1989, S. 206 f.
Parallel hatte im Juli 1925 die BASF, die im November 1925 in der I.G. Farben aufging, einen Teil der deutschen Bergius-Patente und ein Jahr später den größten Teil der internationalen Rechte von Shell erworben. Die Verfahrensentwicklung übertrug die Gesellschaft dem Nernst-Schüler Matthias Pier, der schon das Hochdruckverfahren für die Herstellung von Methanol entwickelt hatte. Er führte in den Ammoniak- und Methanolanlagen der BASF Versuche zur katalytischen Hydrierung von Braunkohlenteer mit schwefelhaltigen Katalysatoren wie Eisen- und Molybdänsulfid durch. Carl Bosch, der Vorstandsvorsitzende der I.G. Farben, und sein damaliger Stellvertreter Carl Krauch förderten Piers Arbeiten.
Die Hydrierung von Kohle in Suspension stellte verglichen mit Gasphasenreaktionen eine große technische und finanzielle Herausforderung dar. Eine hohe Konzentration von typischen Katalysatorgiften erforderte eine hohe Stabilität und Selektivität des Katalysators, während Wasserstoff, Schwefelwasserstoff sowie die Abtrennung von Restkohle, Asche und Katalysator zusätzliche Probleme bereiteten.
Carl Bosch trieb die Entwicklung voran und ließ Ende 1925 im Ammoniakwerk Merseburg die Forschung über Kohleverflüssigung in großtechnischem Stil aufnehmen. Tatsächlich versprachen der steigende Motorisierungsgrad sowie die beginnende Umstellung der Schifffahrt und des Schienenverkehrs auf flüssige Kraftstoffe hohe Gewinne. Schon 1926 brachte das Unternehmen den ersten Großversuch im industriellen Maßstab hinter sich und ging am 1. April 1927 mit einem Durchsatz von 100.000 Tonnen synthetischen Benzins pro Jahr in Produktion.Titus Kockel: Deutsche Ölpolitik 1928–1938. Walter de Gruyter, 2019, S. 34 f.
Obwohl die Anlagen zur Herstellung des sogenannten Leuna-Benzins bis 1931 immer wieder von Kinderkrankheiten geplagt wurden, stiegen die Erlöse von einem geringen Betrag im Jahr 1927 auf 6 Millionen Reichsmark (RM) im Jahr 1928 und 14 Millionen RM im Jahr 1929 an. Danach verlief die Entwicklung für die I.G. Farben vorerst anders als erhofft. Nach Ausbruch der Weltwirtschaftskrise sanken die Weltmarktpreise für Erdölbenzin auf ihren historisch tiefsten Stand und lagen 1931 zeitweise unter dem Preis der für Leuna-Benzin eingesetzten Kohle.
Dennoch hielt die I.G. Farben an dem Projekt fest und investierte bis 1931 etwa 426 Millionen Reichsmark in das Verfahren, was inflationsbereinigt einer heutigen Kaufkraft von Euro entspricht. Auch die Nobelstiftung betrachtete die Herstellung von synthetischem Benzin (Zitat) „als großen Nutzen für die Menschheit“ und verlieh Friedrich Bergius und Carl Bosch 1931 für deren Verdienste um die Entdeckung und Entwicklung der chemischen Hochdruckverfahren den Nobelpreis für Chemie.Nobel Prize in Chemistry 1931 Nobel Foundation, abgerufen am 20. August 2025. Überdies erwarb die Standard Oil of New Jersey die Lizenz zur weltweiten Vermarktung des nunmehr so genannten I.G.-Verfahrens. Um die Ressourcen sowie das Know-how für die Herstellung synthetischen Benzins zu bündeln und um die Veröffentlichung von Entdeckungen einzuschränken, gründeten die I.G. Farben, Shell, Imperial Chemical Industries (ICI) und Standard Oil of New Jersey 1931 die International Hydrogenation Patents Company.
Die Revolutionierung der Explorationswissenschaften und die damit verbundene Entdeckung neuer Erdölfelder vor allem in Texas und im Nahen Osten führten dazu, dass sich ab Ende 1932 die düsteren Prognosen über eine weltweite Erschöpfung der globalen Erdölvorräte in ihr Gegenteil verwandelten. Dies war nicht nur für die I.G. Farben, die sich mit ihrer Kohleverflüssigung auf diese Prognosen und den hohen Ölpreis verlassen hatte, eine ökonomische Katastrophe, sondern allen voran für das Achnacarry-Kartell.Titus Kockel: Geologie und deutsche Ölpolitik, 1928 bis 1938. Die frühe Karriere des Erdölgeologen Alfred Theodor Bentz. Dissertation TU Berlin, 2003, S. 36, 211, 254, 628.
Zeit des Nationalsozialismus mini|hochkant=1.3|Produktionsstandorte nach dem Bergius-Pier-Verfahren im deutschen Einflussbereich, 1945 1933 nahmen Vertreter der I.G. Farben Kontakte zur nationalsozialistischen Führung auf, um für eine politische Unterstützung des Verfahrens zu werben. Das Reichsfinanzministerium gewährte daraufhin Schutzzölle, um das synthetische Benzin konkurrenzfähig zu halten. Es kam im Dezember 1933 zur Unterzeichnung des vom wirtschaftspolitischen Sprecher der NSDAP, Gottfried Feder, und Carl Bosch ausgehandelten Feder-Bosch-Abkommens, wobei sich die I.G. Farben zur Lieferung von synthetischem Benzin zu einem garantierten Preis verpflichtete.
Hitler befahl 1936 in der von ihm verfassten Denkschrift zum Vierjahresplan die Durchführung eines Vierjahresplans, unter anderem mit dem Ziel des maximalen Ausbaus von Anlagen zur Herstellung synthetischen Benzins. Eine wesentliche Rolle sollte hierbei die Braunkohle-Benzin AG (Brabag) mit ihren vier Hydrierwerken in Magdeburg, Böhlen, Schwarzheide und Zeitz einnehmen. Insgesamt entstanden im Deutschen Reich nach der Fischer-Tropsch-Synthese der Ruhrchemie neun Werke und 17 nach dem Hochdruck-Hydrierungsverfahren der I.G. Farben.
Hydrieranlagen in Deutschland bis 1945