Aktuelle Projekte

Land- und Verfahrenstechnik

Bioenergie aus Koppelprodukten und Reststoffen aus der Landwirtschaft durch systematische Biomasseaufwertung (BIO-EKO-LAB)

Projektleitung:
Prof. Dr. Marc Boelhauve
Prof. Dr. Harald Laser
Prof. Dr. Wolf Lorleberg
Prof. Dr. Dieter Ihrig
Prof. Dr. Klaus Stadtlander
Förderung:
Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen
Laufzeit:
01.01.2013 – 31.12.2016
Projektbearbeitung:
N.N.

Aufgrund der wachsenden Nachfrage nach Biomasse für die Energieerzeugung und der zugespitzten Flächenkonkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion wird die Nutzung von Koppelprodukten aus der landwirtschaftlichen Produktion (vor allem Ernterückstände wie Getreidestroh) zunehmend interessant. Nachhaltige Konzepte zur energetischen Nutzung von Stroh sind dabei Aufgrund der hohen Mengenpotentiale besonders interessant. Für die Nutzung in Biogasanlagen spricht die Tatsache, dass im Gegensatz zur Verbrennung ein Gärrest für den Erhalt der Bodenfruchtbarkeit eingesetzt werden kann. Problematisch sind die Vergleichsweise geringen Methanausbeuten durch den hohen Anteil an schwer vergärbarer Ligno-Cellulose.

In diesem Projektantrag wird ein innovatives Verfahren entwickelt, das auf dem Zusatz definierter Mengen an extrem leicht vergärbaren Co-Substraten und der anschließenden Silierung des Substratgemisches basiert. Als entsprechendes Co-Substrat eignet sich Biomasse, die über einen hohen Anteil leicht vergärbarer Inhaltsstoffe verfügt, die aber aufgrund hoher Kosten, zu hoher Wassergehalte, zu kurzen Verweilzeiten, mangelnder Lagerungsfähigkeit oder aus anderen prozesstechnischen Gründen nur bedingt als Monosubstrat einsetzbar ist, wie z.B. Algen oder Zuckerrüben. Zunächst soll geprüft werden, inwieweit sich Mischungen aus zerkleinertem Stroh mit entwässerter aber nicht getrockneter Algenbiomasse bzw. aus Stroh und gehäckselten Zuckerrüben hierfür einsetzen lassen. Es soll dabei geprüft werden, ob die gärbiologischen Eigenschaften des Strohs bzw. von Algen durch die Vermischung und die anschließende Silierung wesentlich (hinsichtlich der Hydrolysierung) verbessert werden können. Gleichzeitig bietet das Stroh aufgrund seiner flüssigkeitsspeichernden Eigenschaften die Möglichkeit, Rüben oder Algen trotz niedriger TS-Gehalte ohne Sickersaftverluste über Silierung zu konservieren und über Monate lagerfähig zu machen. Daraus ergibt sich für Biogasanlagenbetreiber eine Möglichkeit, ein Substrat mit gleichbleibenden Eigenschaften ganzjährig einzusetzen, deren Eigenschaften denen der Maissilage ähnelt.

Das Konzept berücksichtigt die gesamte Prozesskette von der Entstehung der Biomasse inklusive der zielgerichteten Beeinflussung der Rohstoffqualität, über die Optimierung der Prozesstechnik bis zur umweltfreundlichen Verwertung biogener Energieträger. Das Leitbild ist dabei ein „Bioraffineriekonzept“, das eine möglichst vollständige kombinierte stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse ermöglicht. In einem möglichst geschlossenen innerbetrieblichen Stoffkreislauf sollen alle sinnvollen Recyclingverfahren in den Gesamtprozess integriert und Energie möglichst effizient genutzt werden.

Erde aus Klärschlamm

Betreuer:
Prof. Dr. L. Volk
Kooperation:
Gemeinde Lippetal
Förderung:
Keine
Projektzeitraum:
1997-2015

Die Ausbringung flüssiger Klärschlämme auf landwirtschaftliche Flächen wird von vielen Landwirten kritisch gesehen, obwohl die Nährstoffe vom Boden, über die Lebensmittel und die Klärwerke mit der Ausbringung zum Boden zurückkommen. Das technische Entwässern des Naßschlammes ist kosten- und energieintensiv. Einen Ausweg bietet die Kärschlammvererdung im Schilfbeet. Diese nutzt die kostenlose Sonnen- und Windenergie sowie die Dochtwirkung der Schilfpflanzen für die Entwässerung. Der Klärschlamm wird auf ein mit Schilf bepflanztes Beet gepumpt. Das Schilf entzieht Wasser und bringt Sauerstoff durch seine luftführenden Wurzeln in den Klärschlamm. Dadurch werden Bodenmikroorganismen in die Lage versetzt, den Klärschlamm zu vererden. Nach 10 Jahren sind ca. 10 m Klärschlammsäule zu etwa 1m Bodenschicht vererdet worden. Die gebildete Erde wird in Landwirtschaft bzw. Landschaftsbau eingesetzt.

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