Effiziente Verfahren zur Biogasgewinnung aus Bioabfällen und NaWaRo

Herausforderungen

© Biotech Surindo / Fraunhofer IGB
© Universität Hohenheim

Nutzung von organischen Reststoffen der Lebensmittelindustrie

Bei der Produktion von Lebensmitteln oder bei biotechnologischen Prozessen fallen Reststoffe mit unterschiedlichster Zusammensetzung an. Das Fraunhofer IGB entwickelt individuelle und angepasste Lösungen zur stofflichen und energetischen Nutzung von organischen Reststoffen, die als Nebenprodukte anfallen. Organische Reststoffe, die keiner weiteren stofflichen Verwertung zugeführt werden können, eignen sich besonders für die anaerobe Umsetzung mit dem Endprodukt Biogas (Methan und Kohlenstoffdioxid).

 

Produktivitätssteigerung von Biogasanlagen

Biogasanlagen, in denen vor allem nachwachsende Rohstoffe (NaWaRo) zu Biogas vergoren werden, sind ein wichtiger dezentraler Baustein beim Ausbau regenerativer Energien. Forschungsbedarf besteht allerdings noch dahingehend, die Biogasproduktion als Ganzes möglichst effektiv zu gestalten und damit die Biogasausbeute zu verbessern.

Unsere Lösung: Effiziente Vergärungsverfahren für maximale Biogasausbeute

Die Palette unserer Leistungen reicht vom Gärtest im Labormaßstab zur Bestimmung der Abbaubarkeit und der Biogasausbeute über Untersuchungen im Technikumsmaßstab zur Ermittlung von Auslegungsparametern für Biogasanlagen bis hin zur Realisierung von Anlagen im technischen Maßstab in Zusammenarbeit mit Ingenieurbüros. Alle Entwicklungen erfolgen mit dem Ziel, optimale und spezifische Lösungen für den Anwender zu bieten. 

  • Machbarkeitsstudien: Untersuchungen zur Vergärbarkeit , Quantifizierung der Biogasausbeute von Substraten /Cosubstraten
  • Charakterisierung von Feststoffen und Substraten: Qualitative und quantitative Biogas-Analytik, Analytik von Inhaltsstoffen von Substraten
  • Spezifische Analyse von Prozessen mit dem Ziel der Verfahrensverbesserungen: Beheben von Störungen, Steigerung der Effizienz, Prozess-Optimierungen
  • Anaerobe Verfahren als Alternative zu aeroben Prozessen
  • Potenzialermittlung zur Leistungssteigerung von Prozessen, z. B. Abwasserreinigung, Biogasanlagen, Klärschlammfaulung
  • Verfahrensentwicklung zur anaeroben Behandlung von organischen Reststoffen, z. B. aus der Landwirtschaft, der Lebensmittelverarbeitung, Produktion
  • Technische Umsetzung bis in den Pilotmaßstab
  • Wissenschaftliche Begleitung bei der Inbetriebnahme von Prozessen im technischen Maßstab
Biogasversuche am Fraunhofer IGB.
© Fraunhofer IGB
Biogasversuche am Fraunhofer IGB.

Infrastruktur und Geräteausstattung

  • Bioreaktoren unterschiedlicher Art und Größe (Labor-, Pilot- und technischer Maßstab)
  • Technikum für Umwelt- und Bioverfahrenstechnik
  • Mobile Pilotanlagen im m3-Maßstab zur Generierung von Auslegungsdaten vor Ort für die Planung und den Bau innovativer Demonstrationsanlagen

Biogas koppelt Energie- mit Chemie- und Mobilitätssektor

Unter den erneuerbaren Energien nimmt die Erzeugung von Biogas als »Bioenergie« für die Energiewende eine Sonderstellung ein: Während die Stromerzeugung aus Sonne und Wind stark vom Wetter abhängig ist, kann aus Biogas, einem Gemisch aus Methan und Kohlenstoffdioxid, prinzipiell kontinuierlich Energie produziert werden.  

Zudem kann Biogas kann über eine bestimmte Zeitspanne gespeichert und je nach Bedarf im Blockheizkraftwerk zu Strom und Wärme umgewandelt werden. Wird Biogas entsprechend aufgereinigt, kann das hochreine Methan auch als Kraftstoff (Erdgasfahrzeuge) oder Chemiegrundstoff Verwendung finden – oder ins Erdgasnetz eingespeist werden. Damit koppelt es die Sektoren Energie und Chemie.

Konzepte zur stofflichen und energetischen Verwertung von Biogas