Fraunhofer IGB und Uni Hohenheim optimieren nachhaltige Biogas-Produktion

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Universität Hohenheim

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

Zugleich begeben sich die Forscher in den Mikrokosmos des Gärprozesses. Denn bei der Umwandlung von Biomasse zu Gas wirkt eine Vielzahl verschiedener Mikroorganismen auf komplexe Weise zusammen. Hier wollen die Forscher erkunden, wie sich das Zusammenspiel unterstützen lässt – zum Beispiel, indem sie bestimmte Mikroorganismen gezielt hinzugeben, mit Nährstoffen füttern oder ihnen die Arbeit durch Enzyme erleichtern.

Voraussetzung dafür ist ein Kontrollsystem, über das sich ermitteln lässt, welche Bakterien wie stark an welchem Prozessschritt beteiligt sind. Mit einem Mikroskop wären die vielen 1.000 Untersuchungen nicht zu bewältigen. Deshalb identifizieren die Wissenschaftler die Bakterien einfach an ihrem Erbgut. Dazu nehmen die IGB-Forscher eine Probe aus dem Silo oder dem Gärtank, analysieren das Erbgut aller Bakterien darin auf einmal und ermitteln aus diesen Bausteinen, welche Bakterien in der Probe waren.

Bei dieser Methode entstehen allerdings Datenbanken mit gigantischen Datenmengen. Für die Auswertung kooperieren die Forscher mit der Firma Genedata. „Die Datenbanken durchforsten wir mit speziellen Computerprogrammen, um die beteiligten Mikroorganismen zu identifizieren“, erklärt Thomas Hartsch von Genedata. Ein Gebiet, auf dem Genedata sowohl Ausstattung als auch wertvolle Expertise bereithält.

Ökobilanz überprüft den Gesamtprozess

Wie effizient die Anlage arbeitet, überprüfen die Wissenschaftler mit einer Ökobilanz. Dabei vergleichen sie den Energiebedarf für den Bau, den Betrieb und den Abriss der Biogasanlage mit der Energie, die die Anlage in ihrem gesamten Betriebsleben produziert. Durch den Blick auf Detailabschnitte wollen sie herausfinden, wo weiterer Optimierungsbedarf besteht.

Parallel dazu erarbeiten sie ein Computermodell des ganzen Produktionsprozesses. Dadurch wären auch Prognosen möglich, wie sich Biogasanlagen durch verschiedene Betriebsvarianten verändern könnten.

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