Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

IKTS-Forscher erhalten Biogas-Innovationspreis für die Entwicklung von Biogaspellets

11.05.2016

Stroh galt bislang als schwer verwertbar in Biogasanlagen. Forschern des Fraunhofer IKTS gelang nun die Entwicklung aus Stroh hergestellter Pellets mit deutlich höherer Biogasausbeute bei verbessertem Handling und guter Transportfähigkeit.

Stroh als Einsatzmaterial für Biogasanlagen gehört neben klassischen Wirtschaftsdüngern potenziell zu den nachhaltigsten, preiswertesten und mit jährlich mindestens 8 bis 9 Mio. t umfangreich verfügbaren Biomassen.

Stroh könnte durchaus in Biogasanlagen energetisch genutzt werden – und das viel wirkungsvoller und umweltfreundlicher als vergleichsweise bei Verbrennungsprozessen. Allerdings neigt Stroh in den Fermentern der Biogasanlage zur Bildung von störenden Schwimmschichten, was den Biogasprozess behindert. Erschwerend für den Transport des Strohs vom Feld bis zur Anlage ist zudem das ungünstige Masse-Raum-Verhältnis der voluminösen Strohballen.

Die am Fraunhofer IKTS in Dresden entwickelten Biogaspellets aus Stroh lösen diese Probleme. Sie stellen künftig ein alternatives Inputsubstrat für Biogasanlagen dar. Für diese erfolgreiche Entwicklungsarbeit im Rahmen des Forschungsprojekts »EFFIGEST« erhielt Björn Schwarz vom Fraunhofer IKTS den diesjährigen mit 10.000 € dotierten Biogas-Innovationspreis in der Kategorie Wissenschaft 2016.

Stroh wird beim Pelletieren Natronlauge zugesetzt

Biogas wird in Deutschland vorwiegend in sogenannten Nassfermentern von Biogasanlagen erzeugt. Beim Einsatz von unbehandeltem Stroh kommt es dabei sehr leicht zur Bildung von Schwimmschichten, welche Betriebsprobleme nach sich ziehen. Zusätzlich bewirken pflanzliche Bestandteile wie Lignin, dass energiereiche Stoffkomponenten wie Zellulose und Hemizellulose nur schwer von Mikroorganismen in Biogasanlagen aufgespaltet werden können.

Um diese Hemmnisse zu vermeiden, untersuchten die Dresdner Fraunhofer-Wissenschaftler um Björn Schwarz verschiedene biologische, physikalische und chemische Behandlungsverfahren. Eine effektive Vergärung ist nur durch eine entsprechende Aufbereitung des Strohs und die somit erreichbare Auflösung der Lignozellulose-Strukturen zu erlangen.

Bei dem neu entwickelten Verfahren wird das Stroh zunächst in einer Hammermühle zerkleinert. Natürliche Wachs- und Schutzschichten können so angegriffen und teilweise aufgelöst werden. Gleichzeitig wird verdünnte Natronlauge zugesetzt, die in der Biogasanlage einen »verdauungsfördernden Effekt« und somit eine Erhöhung der Gasausbeute um bis zu 20 % bewirkt. Beim anschließenden Pressen des Strohs zu Pellets wird nahezu die gesamte in den Poren enthaltene Luft entfernt.

Transportstabilität bei gleichzeitiger Erhöhung der Biogasausbeute

Die so erzeugten Biogaspellets sind mechanisch robust und damit sehr gut zu verarbeiten, zu lagern und zu dosieren. Außerdem sind sie transportstabil und mit einer Schüttdichte von 500 bis 700 kg/m³ etwa dreimal so dicht wie herkömmliche Strohballen. Da die einzelnen Pellets zudem dichter als Wasser sind, kommt es beim Eintrag in den Biogas-Fermenter zu keinerlei Bildung von Schwimmschichten.

Die Pellets gehen sofort unter und lösen sich innerhalb von etwa 60 min vollständig auf. Damit liegen im Fermenter gut zerkleinerte und chemisch teilaufgeschlossene Strohpartikel vor. Die kombinierte mechanisch-chemische Behandlung führt letztlich zu einer Steigerung der Gasausbeute gegenüber unbehandeltem Stroh von bis zu 40 %.

Mit diesem Lösungsansatz steht ein Produkt für Biogasanlagen zur Verfügung, welches zentral erzeugt, kostengünstig geliefert und ohne weitere Ausrüstung in bestehenden Anlagen eingesetzt werden kann. Durch die anschließende Rückführung der Gärreste auf die landwirtschaftlichen Flächen bleibt bei dieser energetischen Nutzung zudem der Humuskreislauf geschlossen.

»Wir würden uns sehr freuen, wenn seitens der Politik eine Art Nachhaltigkeitsbonus für Stroh und Wirtschaftsdünger im Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) eingeführt wird, um Bestandsanlagen künftig eine nachhaltige Perspektive zu geben«, erklärt der diesjährige Gewinner des Biogas-Innovationspreises Björn Schwarz.

Das Projekt »EFFIGEST« wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert. Grundlegende Untersuchungen zur Vergärung von Stroh sind zudem vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) in Verbindung mit Mitteln des Freistaates Sachsen finanziell unterstützt worden.

Weitere Informationen:

http://www.ikts.fraunhofer.de/de/kommunikation/presse_medien/pressemitteilungen/...

Dipl.-Chem. Katrin Schwarz | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Förderungen Preise:

nachricht Millionenförderung für Elementarteilchenforschung am KIT
17.12.2018 | Karlsruher Institut für Technologie

nachricht GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich
13.12.2018 | GFOS mbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Förderungen Preise >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Wie Bakterien ein Antibiotikum ausschalten

Forscher des HZI und HIPS haben entdeckt, dass resistente Bakterien den Wirkstoff Albicidin mithilfe eines massenhaft gebildeten Proteins einfangen und inaktivieren

Gegen die immer häufiger auftauchenden multiresistenten Keime verlieren gängige Antibiotika zunehmend ihre Wirkung. Viele Bakterien haben natürlicherweise...

Im Focus: How bacteria turn off an antibiotic

Researchers from the HZI and the HIPS discovered that resistant bacteria scavenge and inactivate the agent albicidin using a protein, which they produce in large amounts

Many common antibiotics are increasingly losing their effectiveness against multi-resistant pathogens, which are becoming ever more prevalent. Bacteria use...

Im Focus: Wenn sich Atome zu nahe kommen

„Dass ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält“ - dieses Faust’sche Streben ist durch die Rasterkraftmikroskopie möglich geworden. Bei dieser Mikroskopiemethode wird eine Oberfläche durch mechanisches Abtasten abgebildet. Der Abtastsensor besteht aus einem Federbalken mit einer atomar scharfen Spitze. Der Federbalken wird in eine Schwingung mit konstanter Amplitude versetzt und Frequenzänderungen der Schwingung erlauben es, kleinste Kräfte im Piko-Newtonbereich zu messen. Ein Newton beträgt zum Beispiel die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade, und ein Piko-Newton ist ein Millionstel eines Millionstels eines Newtons.

Da die Kräfte nicht direkt gemessen werden können, sondern durch die sogenannte Kraftspektroskopie über den Umweg einer Frequenzverschiebung bestimmt werden,...

Im Focus: Datenspeicherung mit einzelnen Molekülen

Forschende der Universität Basel berichten von einer neuen Methode, bei der sich der Aggregatzustand weniger Atome oder Moleküle innerhalb eines Netzwerks gezielt steuern lässt. Sie basiert auf der spontanen Selbstorganisation von Molekülen zu ausgedehnten Netzwerken mit Poren von etwa einem Nanometer Grösse. Im Wissenschaftsmagazin «small» berichten die Physikerinnen und Physiker von den Untersuchungen, die für die Entwicklung neuer Speichermedien von besonderer Bedeutung sein können.

Weltweit laufen Bestrebungen, Datenspeicher immer weiter zu verkleinern, um so auf kleinstem Raum eine möglichst hohe Speicherkapazität zu erreichen. Bei fast...

Im Focus: Data storage using individual molecules

Researchers from the University of Basel have reported a new method that allows the physical state of just a few atoms or molecules within a network to be controlled. It is based on the spontaneous self-organization of molecules into extensive networks with pores about one nanometer in size. In the journal ‘small’, the physicists reported on their investigations, which could be of particular importance for the development of new storage devices.

Around the world, researchers are attempting to shrink data storage devices to achieve as large a storage capacity in as small a space as possible. In almost...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ulmer Forscher beobachten Genomaktivierung "live" im Fischembryo

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Notsignal im Zellkern – neuartiger Mechanismus der Zellzykluskontrolle

18.12.2018 | Biowissenschaften Chemie

Neue Methode für sichere Brücken

18.12.2018 | Architektur Bauwesen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics