Fraunhofer IGB: Auto fahren mit Biogas aus Bioabfällen

Stuttgart - Im Forschungsvorhaben ETAMAX will ein Verbund aus Forschung, Energiewirtschaft und Industrie Biogas für Mobilitätszwecke nutzbar machen. Nach Angaben der Forscher werde das Potenzial von Biomasse zur Erzeugung von Biogas mit dem energetisch nutzbaren Methangas bislang kaum für mobile Anwendungen in Fahrzeugen ausgeschöpft. Dies will das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart nun ändern. Das Konsortium hat sich zum Ziel gesetzt, leicht vergärbare, nasse Biomasse - insbesondere kostengünstig anfallende Bioabfälle und Algenrestbiomasse - unter maximaler Energiegewinnung vollständig zu verwerten.

Das Hauptaugenmerk der Forscher liegt nach eigenen Angaben auf der Verwertung nasser Abfall-Biomasse, die sich schnell und leicht vergären liessen und keine Konkurrenz zur Produktion von Nahrungsmitteln darstellten: Abfallstoffe aus der Lebensmittelindustrie mit einem sehr hohen Wasseranteil beispielsweise. Ebenso Küchenabfälle aus Haushalten, Großküchen in Kantinen und Mensen oder Großmarktabfälle, die heute meist in Kompostierungsanlagen landeten, wobei die enthaltene Energie als Wärme verloren gehe. Aufgrund ihres geringen Gehalts an Lignin und Lignocellulose - den holzigen Anteilen, die ohne Luftsauerstoff nur schwer abzubauen sind - seien gerade diese Abfälle optimal zur Vergärung geeignet. Nach dem Hochlastvergärungsverfahren, das vor Jahren am Fraunhofer IGB entwickelt und für Klärschlamm mehrfach technisch realisiert worden sei, sollen die Feststoffe dieser Biomüllfraktionen in nur wenigen Tagen nahezu vollständig zu Biogas umgesetzt werden.

ETAMAX will den Kohlenstoffkreislauf schließen, indem das Kohlenstoffdioxid, das bei der Vergärung als Co-Produkt und bei der Verbrennung von Biogas entsteht, als Kohlenstoffdioxidquelle für die Algenkultivierung genutzt wird. Hier gilt es nach Angaben des Forschungskonsortiums, robuste Algen zu finden, die mit dem Rauchgas und zudem in Mitteleuropa jahreszeitlich schwankenden Licht- und Temperaturverhältnissen schnell wachsen. Bei jeder Vergärung fielen zu einem geringen Anteil Gärreststoffe an, die nicht weiter anaerob abgebaut werden könnten. Für eine vollständige Verwertung auch dieser Gärrückstände untersucht das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gemeinsam mit dem Schweizer Paul Scherrer Institut, zwei der Forschungspartner im Verbund, die katalysatorgestützte hydrothermale Vergasung bei hohem Druck und hoher Temperatur. Hierbei entstünden die gleichen Produkte wie bei der Vergärung: Kohlenstoffdioxid und Methan.

In einer Demonstrationsanlage auf dem Gelände des EnBW-Heizkraftwerks in Stuttgart Gaisburg sollen die Prozesse im technischen Maßstab realisiert und erprobt werden. In einer zukünftigen Großanlage könnten aus den kommunalen Bioabfällen der Stadt Stuttgart 300.000 Kubikmeter Methangas pro Jahr erzeugt werden. Als Fahrzeugkraftstoff aufgereinigt, kann dies für eine kleine Flotte von Müllfahrzeugen mit Erdgasantrieb genutzt werden. Davon profitiere sogar die Luftqualität. Über die Schließung des Kohlenstoffkreislaufes hinaus werde so gemeinsam mit der EnBW Energie Baden-Württemberg AG die Optimierung der Biogaskraftstoffqualität als auch mit der Daimler AG die mobile Anwendung für Fahrzeuge vorangetrieben.

Das Projekt werde seit Juni 2009 für eine Dauer von 5 Jahren mit insgesamt 6 Mio. Euro vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) innerhalb des Programms "BioEnergie 2021" gefördert. Neben dem Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, Stuttgart, sind als Forschungspartner das Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV, Freising, das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und das Schweizer Paul Scherrer Institut PSI, als Partner aus der Wirtschaft die Firmen Daimler AG, EnBW Energie Baden-Württemberg AG, FairEnergie GmbH, Netzsch Mohnopumpen GmbH, Stulz Wasser- und Prozesstechnik GmbH, Subitec GmbH sowie die Stadt Stuttgart am Verbundforschungsvorhaben "Mehr Biogas aus lignocellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio-/ Hydrothermalvergasung" beteiligt.

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