03KB050 - Ligno-Biogas - Breitenwirksame, wirtschaftliche Biogasgewinnung aus hoch lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen (Verbundvorhaben)
Verfahrenstechnische Entwicklung zur effizienten Erschließung und Nutzung von holz- und halmgutartigen Reststoffen durch mechanisch-enzymatischen
Aufschluss in Kombination mit einer Hydrolysestufe
Der effiziente Ausbau der Nutzung von Biomasse zur regenerativen Energieerzeugung erfordert verstärkt Optionen, die neben Nachhaltigkeit und Vermeidung von Nutzungskonkurrenzen eine hohe Treibhausgas-Minderung erreichen. Vor diesem Hintergrund erscheint die Umwandlung lignozellulosehaltiger biogener Reststoffe in Biogas mit anschließender Erzeugung von Strom und Wärme sowie landwirtschaftlicher Verwertung des entstehenden Gärrestes als kostengünstige, technisch weniger aufwändige und vor allem die Umwelt und das Klima schonende Alternative. In der Praxis scheiterte dieser Ansatz bisher an den technischen Schwierigkeiten bei der Fermentation infolge des hohen Anteils an Lignozellulose. Im Rahmen des beantragten Projektes soll ein praxisreifes Konzept für die komplette technologische Prozessführung zur effizienten Mitvergärung von lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen erarbeitet werden. Das Hauptaugenmerk des Projektes liegt in der Entwicklung einer innovativen Verfahrenskombination aus mechanischer Zerkleinerung und enzymatischer Katalyse als Voraussetzung für eine energieeffiziente und technisch praktikable Substratvorbehandlung zur Biogaserzeugung. Neben der Erreichung der prinzipiellen Möglichkeit, lignozellulosehaltige biogene Reststoffe im großen Maßstab in Biogas zu konvertieren, sind die Erhöhung der Methanausbeute und der Raumumsatzleistung wesentliche Zielparameter des Projektes.
Biomethanstrategie
Bioenergiestrategie
Verbundvorhaben
Regionale Bioenergie
Das Verbundvorhaben verfolgt das Ziel der effektiven Erschließung und Nutzbarmachung von biogenen Reststoffen, insbesondere von lignozellulosehaltiger Biomasse in Form von zum Beispiel Landschaftspflegematerial für die Erzeugung von Biomethan. Die maximale Ausnutzung dieses regenerativen Energiepotenzials steht im Einklang mit dem von der Bundesregierung formulierten Zielen für Energie- und Klimaschutz und unterstützt die Weiterentwicklung des gegenwärtigen Diskurses über die Erzeugung von Strom, Wärme und Kraftstoffen aus Biomasse.
Der Fokus des Projektes liegt in der Entwicklung einer innovativen Verfahrenskombination aus mechanischer Zerkleinerung und enzymatischer Katalyse und der dazu gehörigen Technik als Voraussetzung für eine energieeffiziente und technisch praktikable Substratvorbehandlung zur Biogaserzeugung von lignozellulosehaltigen biogenen Reststoffen.
Ausgehend von einer gezielten Stoffauswahl werden durch Fraunhofer IKTS systematische Untersuchungen im Labormaßstab zum mechanisch-enzymatischen Aufschluss der lignozellulosehaltigen Reststoffe durchgeführt. Nach Ableitung eines Verfahrenskonzeptes erfolgt durch die LEHMANN Maschinenbau GmbH die Planung, Konstruktion und Fertigung der Ausrüstungen zur Substratvorbehandlung. Die Bewertung und Optimierung des entwickelten Verfahrens und der Technik wird anschließend unter Einbeziehung einer Pilot-Biogasanlage (Volumen 10 m³) im Applikationszentrum Bioenergie Pöhl vorgenommen.
- Verfahrenstechnische Erprobung der enzymatischen Substratvorbehandlung
- Verfahrenstechnische Erprobung der mechanischen Substratvorbehandlung
- Durchführung von Biogasertragstests im Labor- und Pilotmaßstab
- Ableitung eines Verfahrenskonzeptes zur kombinierten mechanisch-enzymatischen Substratvorbehandlung
- Nachweis der ausgewiesenen CO2-Minderung und Betrachtung der Wirtschaftlichkeit
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS)
Winterbergstr. 28
01277 Dresden
Dr.-Ing. Eberhard Friedrich - Projektleiter
Tel.: +49(0) 351 2553 7826
E-Mail: eberhard.friedrich(at)ikts.fraunhofer.de
Dipl.-Ing. André Wufka
Tel.: +49(0) 351 2553 7790
E-Mail: andre.wufka(at)ikts.fraunhofer.de
