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 Neue Sensortechnik für E-Auto-Batterien
08.12.2016 | Ruhr-Universität Bochum

nachricht Siliziumsolarzelle des ISFH erzielt 25% Wirkungsgrad mit passivierenden POLO Kontakten
08.12.2016 | Institut für Solarenergieforschung GmbH

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: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Im Focus: Significantly more productivity in USP lasers

In recent years, lasers with ultrashort pulses (USP) down to the femtosecond range have become established on an industrial scale. They could advance some applications with the much-lauded “cold ablation” – if that meant they would then achieve more throughput. A new generation of process engineering that will address this issue in particular will be discussed at the “4th UKP Workshop – Ultrafast Laser Technology” in April 2017.

Even back in the 1990s, scientists were comparing materials processing with nanosecond, picosecond and femtosesecond pulses. The result was surprising:...

Im Focus: Wie sich Zellen gegen Salmonellen verteidigen

Bioinformatiker der Goethe-Universität haben das erste mathematische Modell für einen zentralen Verteidigungsmechanismus der Zelle gegen das Bakterium Salmonella entwickelt. Sie können ihren experimentell arbeitenden Kollegen damit wertvolle Anregungen zur Aufklärung der beteiligten Signalwege geben.

Jedes Jahr sind Salmonellen weltweit für Millionen von Infektionen und tausende Todesfälle verantwortlich. Die Körperzellen können sich aber gegen die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

ICTM Conference 2017: Production technology for turbomachine manufacturing of the future

16.11.2016 | Event News

Innovation Day Laser Technology – Laser Additive Manufacturing

01.11.2016 | Event News

#IC2S2: When Social Science meets Computer Science - GESIS will host the IC2S2 conference 2017

14.10.2016 | Event News

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einzelne Proteine bei der Arbeit beobachten

08.12.2016 | Biowissenschaften Chemie

Intelligente Filter für innovative Leichtbaukonstruktionen

08.12.2016 | Messenachrichten

Seminar: Ströme und Spannungen bedarfsgerecht schalten!

08.12.2016 | Seminare Workshops