Die stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse reduziert die Emission klimasch\u00e4dlicher Gase, diversifiziert die Rohstoffversorgung und stabilisiert sie langfristig. Im Fraunhofer-Innovationscluster Bioenergy in Oberhausen b\u00fcndeln Industrie, Wissenschaft sowie das Land Nordrhein-Westfalen ihre Kompetenzen, um neue Nutzungskonzepte f\u00fcr Biomasse zu entwickeln. Ziel ist es, Optimierungspotenziale bei Sammlung, Transport, Lagerung und Prozessf\u00fchrung zu erschlie\u00dfen.<\/b><\/p>\n
Weltweit fallen dezentral immense Mengen an nasser, lignocellulosehaltiger Biomasse an. Das Spektrum reicht von Gras- und Gr\u00fcnschnitt \u00fcber Ernter\u00fcckst\u00e4nde wie Rapsstroh, Verarbeitungsreste aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion bis zu Bioabf\u00e4llen aus Privathaushalten. <\/p>\n
Genutzt wird feuchte Biomasse bisher wenig intensiv. Grund ist zum einen der hohe Wassergehalt, der einen geringen Heizwert (niedrige Energiedichte) mit sich bringt, sowie Transport und Lagerung aufw\u00e4ndig macht. Zudem erschweren die Inhomogenit\u00e4t, der Aschegehalt und die schlechte Verarbeitbarkeit feuchter Biomasse deren Nutzung enorm. Biogasanlagen sind f\u00fcr die Konversion der schwer abbaubaren lignocellulosehaltigen Biomasse oft nicht effizient. Andere Nutzungskonzepte sind h\u00e4ufig nicht verf\u00fcgbar. Gerade feuchte, gr\u00fcne Biomasse hat allerdings gro\u00dfes Potenzial, da sie zum Beispiel bevorzugt in Zwischenfruchtfolgen ideal mit der Lebensmittelproduktion gekoppelt werden kann.<\/p>\n
Ziel des Innovationsclusters<\/b>
Mit dem Ziel, die verf\u00fcgbare und verwertbare Menge an Biomasse zu steigern, initiierte Fraunhofer UMSICHT den Innovationscluster Bioenergy. Innerhalb der vierj\u00e4hrigen Projektlaufzeit sollen neue Konversionstechnologien entwickelt werden, die die Potenziale halmgutartiger sowie feuchter, lignocellulosehaltiger Biomasse erschlie\u00dfen. Die Nahrungsmittelproduktion und Biomassenutzung in Einklang zu bringen und keine Nutzungskonkurrenz aufzubauen, ist das \u00fcbergeordnete Ziel des Clusters. In diesem Kontext sollen neue vertr\u00e4gliche Optionen f\u00fcr die Energie- und Rohstoffversorgung geschaffen und Exporttechnologien f\u00fcr einen wachsenden Technologieweltmarkt bereitgestellt werden. <\/p>\n
Zwischenprodukte entwickeln<\/b>
Die Arbeiten fokussieren auf zwei Fraktionen Biomasse, die kontinuierlich und in gro\u00dfer Menge anfallen. Das sind halmgutartige Biomasse, die bei der Ernte auf dem Feld anf\u00e4llt sowie Reststofffraktionen aus der lokalen und regionalen Verarbeitung, beispielsweise aus der Lebensmittelproduktion. Die Fraktionen sollen mit geeigneten technischen Verfahren zu kohlenstoffreichen Zwischenprodukten f\u00fcr die Rohstoff- und Energieversorgung umgewandelt werden, die soweit wie m\u00f6glich in bestehender Infrastruktur zu Endprodukten konvertiert werden k\u00f6nnen. Doch bis dieser vertikal integrierte Produktionsprozess umsetzbar ist, sind einige Prozessschritte zu optimieren.<\/p>\n
Vorbehandlung nasser Biomasse<\/b>
Unbehandelt ist feuchte Biomasse nicht lagerf\u00e4hig und verrottet schnell. Die Behandlung muss somit erntenah erfolgen. Im Rahmen des Innovationsclusters sollen Konzepte und Technologien zum effizienten Trocknen und Fraktionieren von Biomasse entwickelt werden. In diesem Schritt k\u00f6nnen feldnah nutzbare sowie lager- und transportwerte Produkte erzeugt werden. Dies kann trockener Presskuchen sein, der als fester Rohstoff energetisch direkt in Verbrennungen oder f\u00fcr thermochemische Nutzungskonzepte eingesetzt werden kann. Der Presssaft wiederum kann als Rohstoffbasis f\u00fcr die Futtermittelherstellung, als Energietr\u00e4ger oder f\u00fcr Chemieprodukte abgetrennt werden. <\/p>\n
Dezentrale Biomasseverarbeitung<\/b>
Feuchte Biomasse f\u00e4llt dezentral an verschiedenen Stellen an. Bisher wird Biomasse, sofern sie zu Energietr\u00e4gern umgewandelt oder f\u00fcr die stoffliche Nutzung verwendet wird, konditioniert und \u00fcberwiegend zu zentralen Verarbeitungsanlagen transportiert. Der Aufwand f\u00fcr Transport und Lagerung ist enorm. Die erforderliche Logistik von der Ernte der Biomasse bis zum Transport zu zentralen Konversionsanlagen kann bis zu 30 Prozent der Gesamtkosten verursachen. Angewendete Verdichtungsma\u00dfnahmen wie Zerkleinerung, Ballierung oder Pelletierung zielen zwar in die richtige Richtung, sind aber in ihren M\u00f6glichkeiten, logistische Kosten zu reduzieren, limitiert und zudem selbst \u00e4u\u00dferst kostenintensiv. <\/p>\n
Thermochemische Konversion vor Ort und ortsnah<\/b>
Der Innovationscluster um Fraunhofer UMSICHT setzt auf die Entwicklung erntenaher Verarbeitungskonzepte, die Biomasse dezentral, feldnah und semi-dezentral in kleinen station\u00e4ren lokalen Konversionsanlagen in energiedichte und handelbare Zwischenprodukte f\u00fcr die Weiterverarbeitung in Energie- und chemischer Industrie umwandeln. Derartige Zwischenprodukte sind kohleartige Produkte und Bioroh\u00f6l. Sie k\u00f6nnen thermochemisch durch Hydrothermale Carbonisierung oder durch Pyrolyse erzeugt werden.<\/p>\n
\u00dcbergeordnete Ziele<\/b>
Im Rahmen des Innovationsclusters Bioenergy soll der Landwirtschaft zu mehr Effizienz und mehr Wertsch\u00f6pfung verholfen werden. Gelingt es, die Einsatzzeiten f\u00fcr Erntemaschinen zu erh\u00f6hen, und kann der Transport von in der Biomasse enthaltenem Wasser vermieden werden, erschlie\u00dft sich ein gro\u00dfes Potenzial zur Prozesskostenoptimierung. Gleichzeitig k\u00f6nnen durch effiziente Biomassenutzung Beitr\u00e4ge zum Klimaschutz, zur Ressourcenversorgung bei gleichzeitiger Schonung fossiler Ressourcen und zur Besch\u00e4ftigung im Anlagen- und Maschinenbau geleistet werden.<\/p>\n
Im \u00bbPakt f\u00fcr Forschung und Innovation\u00ab hat die Fraunhofer-Gesellschaft die Aufgabe \u00fcbernommen, Innovationscluster zu konzipieren und umzusetzen. Ein Innovationscluster hat die Aufgabe, die Kr\u00e4fte in der Region zu b\u00fcndeln und f\u00fcr die L\u00f6sung von anspruchsvollen Aufgaben zu aktivieren. Mit dieser Initiative schafft die Fraunhofer-Gesellschaft Anst\u00f6\u00dfe zur Weiterentwicklung regionaler Exzellenzzentren und unterst\u00fctzt die Kompetenzen der Regionen. Das Instrument der Innovationscluster soll in erster Linie dabei helfen, vorhandene St\u00e4rken weiter auszubauen.<\/p>\n
Standortvorteil NRW<\/b>
Mit seinem Standort in Nordrhein-Westfalen befindet sich der Innovationscluster \u00bbBioenergy\u00ab in einer Region, die durch Landwirtschaft, die Energie- und die (Petro-)Chemische Industrie gepr\u00e4gt ist. Viele namhafte Firmen haben in Nordrhein-Westfalen ihren Hauptsitz oder eine Vertretung. Zudem bietet das verdichtete Netz aus Universit\u00e4ten oder universit\u00e4ren Einrichtungen beste Zugangsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr innovative Forschung. \u00dcber den Innovationscluster \u00bbBioenergy\u00ab kann sich die Region als Schwerpunktregion f\u00fcr den Bereich Bioenergie pr\u00e4sentieren.<\/p>\n
F\u00f6rderhinweis<\/b>
Der Fraunhofer-Innovationscluster Bioenergy wird vom Ministerium f\u00fcr Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen (MIWFT) aus Mitteln des Europ\u00e4ischen Fonds f\u00fcr regionale Entwicklung (EFRE) gef\u00f6rdert.<\/p>\n
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