Stuttgarter Forscher optimieren Biogasproduktion

Stuttgart – Das Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB und die Universität Hohenheim forschen gemeinsam im Projekt „Ganzheitliche Optimierung der Biogasprozesskette (GOBi), um den gesamten Prozess vom Pflanzenbau bis zur Verwertung anfallender Reststoffe möglichst effektiv zu gestalten.

Ganzheitlicher Ansatz für Klimaschutz und verbesserte Ausbeute

Das Forschungsteam verfolgt dabei einen ganzheitlichen Ansatz. Zwar sind einzelne Prozesse in der Biogasproduktion gut erforscht. „Es besteht aber besonderer Forschungsbedarf darin, die Biogasproduktion als Ganzes möglichst effektiv zu gestalten, um die Ausbeute zu verbessern“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Joachim Müller an der Universität Hohenheim.

Das Projekt beginnt beim Anbau von Energiepflanzen auf dem Acker und endet bei den Reststoffen der Biogasproduktion – für die es vielseitige Verwendung gibt. „Unser Ziel ist es, die Biomasse der Pflanzen, die zu Biogas vergoren werden, möglichst vollständig zu nutzen. So erforschen wir, wie sich Restprodukte optimal als Dünger verwenden lassen und in wie weit Nebenprodukte anfallen, die zum Beispiel für die chemische Industrie interessant wären“, führt Prof. Dr. Iris Lewandowski, Universität Hohenheim, aus.

Im Forschungsinteresse stehen Anbaumethoden, die Erforschung von verschiedenen Energiepflanzen sowie Düngemethoden aus den bei der Biogasproduktion anfallenden Reststoffen. In einem geschlossenen Kreislauf sollen diese für den Anbau neuer Energiepflanzen zur Verfügung stehen. Dafür werden die Gärreste zunächst in die flüssigen und festen Bestandteile aufgespalten. Aus der flüssigen Phase wollen die Forscher wertvolle Phosphor- und Stickstoffsalze zurückgewinnen, die den Pflanzen als Nährstoffe dienen. Die Feststoffe werden weiter getrocknet. Dies geschieht zum Beispiel mit einem energieeffizienten Verfahren mittels überhitzten Wasserdampfs. Übrig bleibt eine trockene, organische Masse. „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.

Ein Schritt Richtung mehr Bioökonomie

Der Ansatz, möglichst alle Produkte entlang der Prozesskette zu verwenden, trägt laut Aussage der Forscher zum Klimaschutz bei. Bislang werden die Gärprodukte aus der Biogasanlage so getrocknet, dass leichtflüchtige Gase wie Ammoniak in die Atmosphäre gelangen können. Neben dem Klimaschutz steht auch die Verbesserung der Ausbeute im Mittelpunkt. Dafür sollen die Kernprozesse verbessert werden, gleichzeitig die Produktionszeit verkürzt werden. Die Forscher wollen erkunden, welchen Einfluss die jeweilige Zusammensetzung der Silage und Mikroorganismen auf die Produktion haben. Die Forscher sehen in ihrer Arbeit einen wichtigen Beitrag zum Gelingen der Energiewende. Biogasanlagen seinen dabei ein wichtiger dezentraler Baustein. Durch die Optimierung der Biogasproduktion soll auch die Bioökonomie verbessert werden und damit die Abhängigkeit der Wirtschaft von Erdöl und anderen fossilen Rohstoffen reduziert werden.

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