{"id":18755,"date":"2014-01-09T03:09:50","date_gmt":"2014-01-09T01:09:50","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=18755"},"modified":"2014-01-08T14:17:50","modified_gmt":"2014-01-08T12:17:50","slug":"biogasproduktion-hocheffiziente-allesfresser-sollen-biomethan-demand-liefern","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biogasproduktion-hocheffiziente-allesfresser-sollen-biomethan-demand-liefern\/","title":{"rendered":"Biogasproduktion: Hocheffiziente Allesfresser sollen Biomethan \u201eon demand\u201c liefern"},"content":{"rendered":"

Heute Stroh, morgen K\u00fcchenabf\u00e4lle, \u00fcbermorgen Mais: Die Biogasanlagen von morgen sollen anspruchslose Allesfresser sein, die das Maximum aus verschiedensten Ausgangsstoffen herausholen und bei niedrigen Betriebskosten reinstes Methangas liefern. Je nach Energiebedarf sollen sie au\u00dferdem Gas in unterschiedlichen Mengen produzieren, das ohne weitere Aufbereitung direkt ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Agrartechniker der Universit\u00e4t Hohenheim sind diesen Zielen bereits denkbar nah. In drei Forschungsprojekten feilen sie am Prototyp einer zweiphasigen Biogasanlage, die im Inneren unter selbst erzeugtem Hochdruck von bis zu 100 Bar steht. In einem Jahr soll sie in den Pilotbetrieb gehen. Im Rahmen der drei Projekte AG-HiPreFer, Elast2P und MethanoQuant wird die Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie an der Universit\u00e4t Hohenheim mit einem Betrag von \u00fcber 1,7 Mio. Euro gef\u00f6rdert. Damit geh\u00f6ren die Projekte zu den Schwergewichten der Forschung an der Universit\u00e4t Hohenheim.<\/strong><\/p>\n

Um Biomasse verg\u00e4ren zu k\u00f6nnen, muss sie zuerst in verschiedene organische S\u00e4uren, Zuckerverbindungen und Alkohole umgesetzt werden, um diese Substanzen in einem zweiten Schritt in Methan verwandeln zu k\u00f6nnen. In herk\u00f6mmlichen Biogasanlagen geschieht das in einem einzigen Fermenter. Eine neue Generation von Biogasanlagen teilt diesen Prozess auf zwei Fermenter auf.<\/p>\n

\u201eEs gibt eine Reihe zweiphasiger Biogasanlagen, die bereits im Pilotbetrieb laufen\u201c, berichtet Dr. Andreas Lemmer von der Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie an der Universit\u00e4t Hohenheim. \u201eDie neue Technologie macht sie gewisserma\u00dfen zu Allesfressern, die ganz unterschiedliche Arten von Biomasse verg\u00e4ren k\u00f6nnen. Au\u00dfer Energiepflanzen z.B. auch Heu, Stroh oder K\u00fcchenabf\u00e4lle. Auch der kurzfristige Wechsel unterschiedlicher Ausgangsstoffe ist dann f\u00fcr die Anlagen kein Problem. Das steigert die Flexibilit\u00e4t im Betrieb gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Anlagen enorm. \u201c<\/p>\n

Ein Ziel der Agrartechniker der Universit\u00e4t Hohenheim ist es nun, den vielversprechenden neuen Anlagen-Typ noch weiterzuentwickeln und insbesondere die Effizienz erheblich zu steigern.<\/p>\n

Unter Hochdruck: Vom Bioreaktor direkt ins Netz<\/h3>\n

Unter anderem arbeiten die Wissenschaftler an einem Verfahren, mit dem das Bio-Methangas ohne weitere Aufbereitung direkt vom G\u00e4rkessel ins Erdgasnetz eingespeist werden kann. Der Schl\u00fcssel dazu liegt im zweiten Fermenter. Die Wissenschaftler lassen das erzeugte Gas dort so lange nicht entweichen bis eine Druckatmosph\u00e4re von ca. 100 bar erreicht ist.<\/p>\n

\u201eDas autogenerative Hochdruckverfahren ist eine Innovation, von der wir uns zwei entscheidende Vorteile erwarten\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Lemmer. \u201eZum einen lassen sich die beiden entstehenden Gase Methan und Kohlendioxid durch den Druck einfach voneinander trennen. Das Methan ist danach so rein, dass es nur geringf\u00fcgig weiter aufbereitet werden muss. Zum zweiten entf\u00e4llt die energieaufwendige Verdichtung des Methans au\u00dferhalb des Bioreaktors. Bei herk\u00f6mmlichen Biogasanlagen ist dies bisher notwendig, damit es in die unter Hochdruck betriebenen Erdgasleitungen eingespeist werden kann. In unserer Modellanlage wird Druck durch die Bakterien, die am G\u00e4rprozess beteiligt sind, selbst erzeugt. Es f\u00e4llt also kein zus\u00e4tzlicher Energieaufwand f\u00fcr die Verdichtung an.\u201c<\/p>\n

Pilzkulturen recyceln G\u00e4rreste f\u00fcr maximale Methan-Ausbeute<\/h3>\n

Auch Substrate, die in herk\u00f6mmlichen Anlagen so gut wie nicht abbaubar sind wollen die Agrartechniker mit ihrer Anlage verarbeiten. M\u00f6glich werden soll dies durch ein neues Verfahren, mit dem die Biomasse f\u00fcr das Verg\u00e4ren aufbereitet wird.<\/p>\n

\u201eBisher konzentrierte sich die Forschung darauf, das Substrat zu bearbeiten bevor es in die Biogasanlage eingespeist wird\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Simon Zielonka der Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie an der Universit\u00e4t Hohenheim. \u201eWir gehen den umgekehrten Weg und bereiten Reste wieder auf, die am Ende des Hydrolyse-Prozesses anfallen, damit sie ein zweites mal verg\u00e4rt werden k\u00f6nnen. Das ist effizienter, weil wir genau den Teil der Biomasse behandeln, den die Bakterien nicht verarbeiten konnten.\u201c<\/p>\n

F\u00fcr die Wiederaufbereitung wird der G\u00e4rrest zuerst in einer speziellen M\u00fchle zermahlen und anschlie\u00dfend durch eine Pilzkultur zersetzt. Nach dem zweiten Durchlauf in der Biogasanlage falle der Rest dann deutlich geringer aus, so Dr. Zielonka. Was nach dem zweiten Durchlauf \u00fcbrig bleibe, k\u00f6nne schlie\u00dflich als D\u00fcnger verwendet werden.<\/p>\n

Biogas \u201eon demand\u201c federt Spitzenbedarf ab<\/h3>\n

Die Nachfrage nach Energie schwankt je nach Tageszeit. Herk\u00f6mmliche Biogasanlagen liefern jedoch kontinuierlich dieselbe Gasmenge. Das An- und Ausschalten der Anlagen dauert sehr lange und Biogas zu speichern ist aufwendig und kostenintensiv. Um einen Spitzenbedarf abzufedern, entwickeln die Agrartechniker deshalb eine Steuertechnik, mit der die Methan-Produktion der zweiphasigen Biogasanlagen innerhalb von k\u00fcrzester Zeit herauf- oder heruntergefahren werden kann.<\/p>\n

Dazu wollen die Agrartechniker der Universit\u00e4t Hohenheim zwischen den beiden Fermentern einen Sensor anbringen. Dieser soll die Konzentration der Zuckerverbindungen, Alkohole und Fetts\u00e4uren in dem Fl\u00fcssigkeitsgemisch erfassen, das vom ersten in den zweiten Fermenter gepumpt wird. Je nach Stromnachfrage soll der Sensor dann steuern wie viel von dem Fl\u00fcssigkeitsgemisch weitergeleitet wird.<\/p>\n

\u201eWenn weniger gebraucht wird als vorhanden, wird der \u00dcberschuss in einem Tank zwischengelagert\u201c, erkl\u00e4rt Dr. Zielonka \u201eSo k\u00f6nnen die Betreiber von Biogasanlagen einen Energie-Vorrat anlegen, der sich in Zeiten gro\u00dfer Gasnachfrage kurzfristig zu Gas verarbeiten und ins Netz einspeisen l\u00e4sst.\u201c<\/p>\n

Insgesamt 1,7 Mio. Euro F\u00f6rdermittel<\/h3>\n

Die Arbeit der Forscher gliedert sich in drei Projekte, die insgesamt mit rund 4,6 Mio. Euro vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung \u00fcber den Projekttr\u00e4ger J\u00fclich GmbH gef\u00f6rdert werden. Davon erh\u00e4lt die Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie einen Anteil von 1,73 Mio. Euro.<\/p>\n

Das Projekt AG-HiPreFer soll die technischen Voraussetzungen f\u00fcr die Hochdruck-Verg\u00e4rung schaffen. Der Name steht f\u00fcr \u201eAutogenerativ Two-Phase High Pressure Fermentation\u201c. Das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung und der Projekttr\u00e4ger J\u00fclich f\u00f6rdern das Teilprojekt der Landesanstalt mit 832.000 Euro. Projektpartner sind die DVGW-Forschungsstelle an der Universit\u00e4t Karlsruhe (DVGW-EBI), das Institut f\u00fcr Mikrobiologie und Weinforschung der Johannes Gutenberg Universit\u00e4t Mainz (IMW) und Centre de Recherche Public Gabriel Lippmann in Luxemburg (CRP).<\/p>\n

Das Teilprojekt ELAST2P besch\u00e4ftigt sich mit der Regulierung der Methan-Produktion je nach Strombedarf sowie mit der Wiederaufbereitung der G\u00e4rreste durch Pilzkulturen. Die Abk\u00fcrzung ELAST2P steht f\u00fcr \u201eEntwicklung von Sensortechnik und Grundlagen einer flexiblen lastabh\u00e4ngigen Steuerung der Intermediatbildung in zweiphasigen Biogas-Prozessen unter Ber\u00fccksichtigung einer vollst\u00e4ndigen Substratausnutzung\u201c. Das Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung f\u00f6rdert das Teilprojekt der Universit\u00e4t Hohenheim mit knapp 421.000 Euro. Die Projektpartner kommen von der Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt am Main, von der Bayerischen Landesanstalt f\u00fcr Landwirtschaft und von dem Institut f\u00fcr Agrar- und Stadt\u00f6kologische Projekte e.V. an der Humboldt-Universit\u00e4t zu Berlin.<\/p>\n

Ziel des Teilprojekts MethanoQuant ist es biochemische Vorg\u00e4nge innerhalb der Biogasanlage besser zu verstehen und zu quantifizieren. Der Name MethanoQuant steht f\u00fcr \u201eQuantifizierung der Wege zur Methanentstehung\u201c. Das Projekt ist, wie die beiden anderen Projekte,Teil der F\u00f6rderinitiative BioProFi (Bioenergie \u2013 Prozessorientierte Forschung und Innovation) des Bundesministeriums f\u00fcr Bildung und Forschung und wird von diesem mit \u00fcber 476.000 Euro gef\u00f6rdert. Projektpartner sind die Goethe-Universit\u00e4t Frankfurt am Main (Koordination), die Brandenburgische Technische Universit\u00e4t Cottbus sowie das Steinbeis Forschungs- und Innovationszentren GmbH, Stuttgart.<\/p>\n

Hintergrund: Schwergewichte der Forschung
\n<\/em><\/strong>Rund 27 Millionen Euro an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universit\u00e4t Hohenheim im vergangenen Jahr f\u00fcr Forschung und Lehre. In loser Folge pr\u00e4sentiert die Reihe \u201eSchwergewichte der Forschung\u201c herausragende Forschungsprojekte mit einem Drittmittelvolumen von mindestens 250.000 Euro bei den Experimental- bzw. 125.000 Euro bei den Buchwissenschaften.<\/em><\/p>\n

Kontakte
\n<\/strong>Dr. Andreas Lemmer
\nUniversit\u00e4t Hohenheim, Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie
\nTel.: 0711\/459 22684
\nE-Mail: andreas.lemmer@uni-hohenheim.de<\/a><\/p>\n

Dr. Simon Zielonka
\nUniversit\u00e4t Hohenheim, Landesanstalt f\u00fcr Agrartechnik und Bioenergie
\nTel.: 0711\/459 22531
\nE-Mail: simon.zielonka@uni-hohenheim.de<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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