Die maximale und möglichst C02-neutrale Gewinnung von Energie aus Biomasse ist das Ziel von Forschungsprojekten im Bereich Bioenergie. Dafür gibt es gibt verschiedene Ansatzmöglichkeiten, um die Gesamtbilanz der Energieproduktion zu verbessern. Wichtige ökonomischen und ökologische Einflussgrößen sind die Folgenden.
1. Die Wachstumsgeschwindigkeiten, Gesamterträge, Emissionen und Produktionskosten der Energiepflanzen auf dem Acker. Mit angepasster Landtechnik, Züchtungen und Pflanzenschutz entsprechen diese Maßnahmen den aus der Nahrungsmittelproduktion bekannten landwirtschaftlichen Verfahren.
2. Der Energieaufwand, die Prozessstabilität, die Stoffausnutzung, die Wirkungsgrade und Signalverarbeitung bei der Gas- oder Ethanolproduktion. Weitesgehend entsprechen viele Parameter und Methoden den Verfahren der Verfahrenstechnik und des Anlagenbaus von klassischen Kraftwerken oder chemischen Aufbereitungsanlagen.
3. Die verschiedenen Einflussgrößen bei der Lagerung und dem Transport der Rohstoffe und dem Vertrieb der Produkte. Hier können die bewährten Methoden der Betriebsführung/ Controlling und der Logistik genutzt und optimiert werden, um ein innovatives, energetisches Produkt (Strom und Wärme aus Biomasse) erfolgreich am Markt zu positionieren.
Das Projekt BioLog bestand aus 8 Partnern aus Industrie und Wissenschaft. BioLog hat innerhalb dieser verwobenen Wirkungsketten verschiedene Schwachpunkte oder Entwicklungspotentiale der Verfahrenstechnik und Logistik herausgearbeitet. Da Biomasse zum großen Teil aus Wasser besteht, welches sowohl den Heizwert bei der Verbrennung senkt, als auch die Stoffströme bei der Vergärung negativ beeinflusst, sollte der Feuchtegrad des Substrats optimiert werden. Die Flüssigphase wurde dabei über ein Pressverfahren von der Festphase getrennt. Anschließend wurde die angereicherte Flüssigphase mit der enthaltenden gelösten organischen Substanz direkt in einen Biogasfermenter gegeben. Die Vergärung enstpricht dem üblichen Vergärprozess. Der Gärrest würde als Wirtschaftsdünger funktionieren und die Nährstoff-Kreisläufe geschlossen halten. Das Zurückbehalten der Festphase sollte in einer direkten Verbrennung (gepresste Pellets) Verwendung finden, um somit die schwierig zu vergärenden Substanzen (Harze und Lignin) noch energetisch nutzen zu können und die Rückstände zu verringern.
Die Ergebnisse waren, dass der entstehende Wirtschaftsdünger (Gärrest der Flüssigphase) kaum noch Nährstoffe enthielt. Weiterhin konnte der Energieaufwand für das Pressverfahren den zusätzlichen Energiegewinn der Verbrennung nicht kompensieren, geschweige denn wie gehofft verbessern. Die gewonnenen Erfahrungen wurden von den Partnern als positiv bewertet, eine innovative Verfahrenstechnik ist aber vorerst nicht entstanden.
Den Grundgedanken, verschiedene Energieumwandlungen (Vergärung, Verbrennung) miteinander zu kombinieren, halte ich für sehr fruchtbar und es schade, dass bisher keine positiveren Ergebnisse herausgekommen sind. Vielleicht kann dieses Verfahren positivere Ergebniss erzielen bei Anlagen, die mit sehr heterogenem oder stark schwankendem Material beliefert werden. Das mechanische Pressverfahren zur Abscheidung muss natürlich auch optimiert werden, so dass die energetische Gesamtbilanz besser verbessert wird.
Das Projekt wurde von der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FnR) und dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) finanziert. Die Abschlussberichte stehen unter folgenden Förderkennzeichen in der Projektdatenbank der FNR zur Verfügung:
22031405, 22031505, 22031605, 22031705, 22031805, 22031905
Die Projektpartner von BioLog sind:
– Forschungszentrum Karlsruhe
– Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim
– Anhydro GmbH
– Johann-Heinrich von Thünen-Institut
– Amandus Kahl GmbH
– Clausthaler Umwelttechnikinstitut
– Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft
– Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg