Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Biogas flexibler und schneller produzieren

22.01.2016

Im Energiemix der Zukunft werden Biogasanlagen als regelbare Erzeuger und Ausgleich für die fluktuierende Energieerzeugung aus Windkraft und Photovoltaik zunehmend wichtiger. Zugleich steigen die Anforderungen an ihre Flexibilität. Im Rahmen des Projektes „ReBi 2.0“ entwickeln Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel (IWES) und der Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst (HAWK) in Göttingen ein innovatives Anlagenkonzept für eine gezielte und bedarfsorientierte Verstromung von Biogas.

„Wir müssen mit Blick auf den zunehmenden Anteil erneuerbarer Energien an der Energieversorgung auch unsere Biogasanlagen zukunftsfähig machen und intelligent mit anderen Energieerzeugern verknüpfen“, betont Dr.-Ing. Bernd Krautkremer, am Fraunhofer IWES Abteilungsleiter für Bioenergie-Systemtechnik.


Testzentrum HBFZ Fraunhofer IWES

Fraunhofer IWES | Beushausen


ReBi Grafik

Fraunhofer IWES

Schon jetzt haben die Bestandsanlagen den Vorteil, dass sie sowohl Biomasse als auch bereits produziertes Biogas für eine begrenzte Zeit zwischenspeichern können, um es bei Bedarf zu verstromen, wenn die Energieproduktion aus Sonne und Wind Schwankungen unterliegt. Allerdings stoßen dabei die Biogasspeicher schnell an ihre Kapazitätsgrenze. „Deswegen versuchen wir die zeitliche Flexibilität der Gasbildung zu erhöhen“, erklärt Krautkremer.

Im Rahmen des Projektes „ReBi 2.0“ (Regelung der Gasproduktion von Biogasanlagen für eine am Bedarf orientierte, gesteuerte Biogasverstromung) erproben die Experten des Fraunhofer IWES und der HAWK ein Anlagenkonzept im Demonstrationsmaßstab, das die für die Biogasproduktion zuständigen Prozessschritte intelligent entkoppelt.

In herkömmlichen Biogasanlagen finden diese Prozessschritte alle in einem oder maximal zwei Behältern, sogenannten Fermentern, statt. Dadurch ist es nicht möglich, optimale Bedingungen für alle am Prozess beteiligten Mikroorganismen zu schaffen. Das organische Material muss zudem für mehr als 100 Tage in den Fermentern verbleiben.

„Hierdurch arbeiten zum einen die verschiedenen für die Biogasbildung nötigen Mikroorganismen unter nicht optimalen Bedingungen. Zum anderen dauert der Prozess sehr lange. Dies macht es deutlich schwieriger, flexibel und bedarfsorientiert Biogas zu produzieren“, erläutert Dr. Henning Hahn, Projektleiter des Forschungsvorhabens „ReBi 2.0“.

In dem neuen System wird die Biogasproduktion nun auf drei Fermenter verteilt. Im ersten wird die zugeführte Organik durch Hydrolyse für die an den nachfolgenden Prozessschritten beteiligten Mikroorganismen leichter zugänglich gemacht, verbleibt dort aber nur wenige Tage. Danach erfolgt eine Trennung in festes und flüssiges Material.

Das feste Material kommt in einen konventionellen Fermenter und wird dort kontinuierlich zu Biogas vergoren. Das flüssige Material wird in einem Pufferspeicher zwischengespeichert, bis es zur gezielten Gasproduktion einem Hochleistungs-Fermenter zugeführt wird. Dort kann es innerhalb von Stunden zu Biogas umgesetzt werden. Dabei können rund zwei Drittel durch die flexible Vergärung der Flüssigphase bereit gestellt werden.

Das neue Anlagenkonzept bietet zudem den Vorteil, dass nun auch schwerer abbaubare Substrate wie ligninhaltiges Stroh und - aufgrund der kurzen Verweilzeiten im ersten Prozessschritt - auch schnell wechselnde Substrattypen verarbeitet werden können. Dies bietet die Möglichkeit, das Substratspektrum für die Biogasproduktion zu erhöhen.

Das Verfahren wurde im Fachgebiet Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik an der HAWK in Göttingen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Achim Loewen erprobt: „In unserem Technikum haben wir mit dem neuen ReBi-System bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt. Ab Dezember 2015 wollen wir nun zusammen mit Fraunhofer in den großtechnischen Maßstab gehen und eine Demonstrationsanlage am Hessischen Biogasforschungszentrum (HBFZ) in Bad Hersfeld aufbauen.“

Hierbei begleiten die Ingenieure der FLEXBIO Technologie UG, die sich auf die Vergärung von Prozessabwässern in Hochleistungsfermentern spezialisiert haben, den Aufbau der Pilotanlage. Ihre Inbetriebnahme ist für Herbst 2016 vorgesehen. „Mit einem Konzept wie diesem werden wir die zweite Generation von Biogasanlagen auf den Weg bringen“, sind sich die Projektpartner sicher.

Das HBFZ, welches gemeinsam vom IWES und dem Landesbetrieb Landwirtschaft Hessen (LLH) betrieben wird, bietet mit seiner in den landwirtschaftlichen Betrieb eingebundenen Forschungsbiogasanlage und seiner Nähe zu den Biogaslaboren des Landesbetriebs hessischer Landeslabore (LHL) ideale Voraussetzungen für den Feldtest. Erste Ergebnisse erwarten die Wissenschaftler für den Winter 2016.

Das Projekt ist auf zwei Jahre angelegt und wird über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. als Projektträger des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) gefördert.

Fachansprechpartner:
Dr. Henning Hahn
Fraunhofer IWES, Abteilung Bioenergie-Systemtechnik
Tel. +49 561 7294261
E-Mail: Henning.Hahn@iwes.fraunhofer.de

Prof. Dr. Achim Loewen
Fachgebiet NEUTec, Nachhaltige Energie- und Umwelttechnik
HAWK Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst
Fakultät Ressourcenmanagement
Telefon: +49 551 5032-257
E-Mail: achim.loewen@hawk-hhg.de

Weitere Informationen:

http://s.fhg.de/rebi2016

Uwe Krengel | Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik IWES

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Geräteschutzschalter erfüllt NEC Class 2
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Elektronikgehäuse für Anzeigeeinheiten
19.05.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten