Fraunhofer IGB und Uni Hohenheim optimieren nachhaltige Biogas-Produktion

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Universität Hohenheim

Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Biover- fahrenstechnik (IGB)

„Je nach Pflanzenbedarf setzen wir dann die Nährstoffe aus der Flüssigkeit mit der getrockneten organischen Masse zu einem Designdünger zusammen“, erläutert Jennifer Bilbao, die das Projekt am Fraunhofer IGB leitet. Wie sich welcher Dünger für welche Pflanze idealerweise zusammensetzt, gehört auch zu den Forschungsfragen. Die Antwort sollen Düngeversuche im Labor und an den Versuchsstandorten der Universität Hohenheim bringen.

Gewinnbringender Klimaschutz

Der Ansatz, möglichst alle Produkte entlang der Prozesskette zu nutzen, trägt auch zum Klimaschutz bei. Bislang werden die Gärprodukte aus der Biogasanlage so getrocknet, dass leichtflüchtige Gase wie Ammoniak in die Atmosphäre gelangen können. Mit unterschiedlichen Verfahren versuchen Arbeitsgruppen die Ammoniakdämpfe zurückzugewinnen. Denn auch hieraus lässt sich wertvoller Dünger gewinnen.

Natürliche Basischemikalien für die Chemieindustrie

Weitere wertvolle Rohstoffe wollen die Forscher aus Nebenprodukten bei der Pflanzenaufbereitung gewinnen. Denn bevor die Energiepflanzen in der eigentlichen Anlage zu Biogas vergären, werden sie vorbehandelt. Bei der sogenannten Silage zerlegen Bakterien das komplexe Pflanzenmaterial in einfachere Verbindungen, darunter Milchsäure, Essigsäure und Buttersäure.

Diese (Carbon-)Säuren sind nicht nur nützlich für die Biogasproduktion. Milchsäure wird in der Lebensmittelindustrie als Säuerungsmittel eingesetzt, ist antibakterieller Zusatz von Reinigungsmitteln oder dient – wie auch die Essigsäure – zur Produktion von Biokunststoffen. Ein Teilprojekt am Fraunhofer IGB untersucht deshalb auch, ob während der Silage sogenannte Sickersäfte mit einem hohen Anteil dieser Säuren entsteht – und ob es sich rechnet, diese Chemikalien aus dem Sickerwasser zu gewinnen. „Vielleicht ist das heute noch Zukunftsmusik. Aber in dem Maß, in dem der Ölpreis steigt, wächst der Markt für Chemikalien aus Biomasse“, sagt Jennifer Bilbao.

Bessere Energieausbeute

Gleichzeitig versucht das Projekt, die Kernprozesse bei der Gasproduktion zu verbessern. Ziel ist es, die Ausbeute zu erhöhen und die Produktionszeit zu verkürzen. Hierzu analysieren die Wissenschaftler, wie sich die jeweilige Zusammensetzung der Silage auf die Biogasproduktion auswirkt und vergleichen verschiedene technische Varianten – etwa eine einstufige im Vergleich zu einer zweistufigen Betriebsweise.

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