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Biobatterie soll Biomasse effizienter machen

Das thermo-katalytische Reforming ist das Herzstück des Konzepts der Biobatterie vom Fraunhofer UMSICHT. (Grafik: Fraunhofer UMSICHT)
Das thermo-katalytische Reforming ist das Herzstück des Konzepts der Biobatterie vom Fraunhofer UMSICHT. (Grafik: Fraunhofer UMSICHT)

Forscher des Fraunhofer UMSICHT haben das modulare Konzept der Biobatterie entwickelt, um organische Reststoffe effizienter in Biogasanlagen zu verwerten. Endprodukte sind nicht nur Strom und Wärme sondern auch Öl, Gas und hochwertige Biokohle.

21.12.2014 – Biogasanlagen sind ein wichtiger Bestandteil der Energiewende und der dezentralen Energieversorgung. Strom aus nachwachsenden Rohstoffen kann die fluktuierenden Strommengen aus Wind- und Solarkraft optimal ergänzen. Doch Biogasanlagen haben auch Nachteile, denn sie können nicht alle organischen Stoffe verwerten und führen zu einer Konkurrenzsituation zwischen Nahrungsmitteln und Energiepflanzen auf dem Acker.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT haben nun eine Alternative entwickelt, um Effizienz und Verwertbarkeit von Reststoffen in Biogasanlagen zu steigern. Durch das entwickelte Biobatterie-Verfahren können nicht nur Strom und Wärme, sondern auch hochwertige Stoffe wie motorentaugliches Öl, gereinigtes Gas und hochwertige Pflanzenkohle gewonnen werden.

Pilotanlage produziert Biokohle, Öl und Gas

Das Biobatterie-Verfahren ist modular aufgebaut und besteht aus einem Pool umweltfreundlicher Technologien. Dazu gehören u.a. Biogasanlagen, thermische Speicher und Motoren und Vergaser zur Stromerzeugung. Das thermo-katalytische Reforming (TCR®) ist das Herzstück des gesamten Konzepts. Denn damit werden Kohlenstoffe aus organischem Material, z.B. Gärreste aus Biogasanlagen und der Bioethanolproduktion, industrielle Biomasseabfälle, Holzreste, Stroh, Tierexkremente oder Klärschlämme, umgebaut. Heraus kommen Gas, Öl und Biokoks.  Professor Andreas Hornung, Leiter des UMSICHT am Institutsteil Sulzbach-Rosenberg in der Oberpfalz, schwärmt von dem Konzept: „Der besondere Vorteil der Biobatterie ist, dass wir eine Vielzahl von Ausgangsstoffen verwerten können, die sonst oft aufwändig entsorgt werden müssten.“

Die Pilotanlage der Forscher kann etwa 30kg Gärreste pro Stunde verwerten. Die Reststoffe kommen zunächst unter Ausschluss von Sauerstoff in eine sich kontinuierlich drehende Schnecke, wo das Material erhitzt und in flüssige Dämpfe und Biokohle zerlegt wird. Nach weiteren Verarbeitungen werden die Dämpfe in Öl und Prozesswasser getrennt, das entstandene Gas wird aufgefangen und gereinigt.

Wirkungsgrad von derzeit 75 Prozent

Die neu entstandenen Produkte lassen sich vielfältig verwenden. Das Öl kann wie auch das Gas in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) Strom und Wärme erzeugen oder zu Flugzeug- und Schiffskraftstoff weiterverarbeitet werden. Das übrig gebliebene Prozesswasser kann aufgrund seiner kurzkettigen und biologisch abbaubaren Kohlenstoffverbindungen in der Biogasanlage die Methanproduktion verbessern. Biokohle eignet sich gut als Bodenverbesserer.

Nach Angaben der Wissenschaftler vom Fraunhofer UMSICHT beträgt der Wirkungsgrad der Anlage 75 Prozent. Hornung ist sich aber sicher: „Der Wirkungsgrad lässt sich noch weiter steigern, wenn man mobile Latentwärmespeicher einsetzt.“ Die Biobatterie ist auch unter finanziellen Gesichtspunkten interessant. „Denn für den Start sind keine hohen Investitionen notwendig, wie unsere Wirtschaftlichkeitsanalysen belegen“, so Hornung weiter. Das System der Biobatterie lasse sich stufenweise ausbauen und sei so flexibel. Das Unternehmen Susteen Technologies GmbH, das aus dem Fraunhofer UMSICHT entstanden ist, setzt das Konzept der Biobatterie in großen Pilotanlagen bereits mit Partner im In- und Ausland um. cw


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