Einsatz von bisher ungenutzten Substraten in der Gewinnung von Biogas und Biomasse als regenerativer Energieträger für Sachsen

Übersicht zum Projekt

Die Umgestaltung hin zu einem nachhaltigen Energiesystem ist ein zentrales Ziel für die Zukunft. Hierbei spielt die Integration von flexiblen und effizienten Bioenergieanlagen eine entscheidende Rolle, sowohl innerhalb der erneuerbaren Energiesysteme als auch im Kontext der Sektorenkopplung. Dieses Projekt erkennt die herausragende Bedeutung von Biomasse neben Wind- und Solarenergie an und setzt sich zum Ziel, Biomasse systematisch zu erfassen und effizient zu nutzen, um sie als vielseitige erneuerbare Ressource zu etablieren.

Die Nutzung dieser Biomasse soll als Grundlasttechnologie dienen, um den schrittweisen Ersatz fossiler Brennstoffe zu ermöglichen. Der Fokus liegt dabei vorerst auf der Bewertung kommunaler und regionaler Ressourcen, wobei die vorhandene Infrastruktur innerhalb landwirtschaftlicher Strukturen in Sachsen genutzt wird. Das Projekt strebt an, die Potenziale dieser lokalen Ressourcen zu identifizieren und zu optimieren, um somit einen bedeutenden Beitrag zur Umstellung auf nachhaltige Energiequellen zu leisten.

Arbeitsschwerpunkte

Der Fokus dieses Projekts liegt auf der Erkundung und Nutzung bislang ungenutzter Substrate zur Erzeugung von Biogas und Biomasse als erneuerbare Energieträger im Bundesland Sachsen. Die Forschungsaktivitäten umfassen sowohl Laborbetrieb als auch Modellierung.

Im ersten Abschnitt des Projekts werden sechs verschiedene Mischungen aus Silphie, Neophyten und Blühpflanzen unter simulierten Bedingungen in Batchversuchen über einen Zeitraum von 30 Tagen fermentiert. Dabei werden die Biogasausbeuten sowie die Qualität des erzeugten Gases ermittelt. Gleichzeitig erfolgt die Beobachtung des Einflusses dieser Biomasse auf den Fermentationsprozess sowie auf den technisch möglichen Anteil in einer standardmäßigen Biogasanlagen-Futterration. Die beiden vielversprechendsten Mischungen werden anschließend in den kontinuierlichen Betrieb über einen Zeitraum von 3-4 Monaten überführt und im Rahmen eines Vergleichs eingehend untersucht.

Die im ersten Teil gewonnenen Erkenntnisse werden im zweiten Abschnitt des Projekts aktiv angewendet. Dies beinhaltet die Simulation von Systemkonzepten, Strömungsdiagrammen sowie Temperatur- und Wärmeübertragungsphänomenen mittels Aspen Plus. Zusätzlich wird eine Life Cycle Analyse (LCA) durchgeführt und potenzielle Standorte werden durch GIS (Geoinformationssysteme) lokalisiert.

Kernaussagen/-ergebnisse

Die Forschung wird die Machbarkeit der Verwendung verschiedener Substrate, wie Energiepflanzen, landwirtschaftliche Rückstände und unkonventionelle Pflanzen, in Biogasproduktionsprozessen untersuchen. Das Ziel besteht darin, die Effizienz und Flexibilität von Bioenergieanlagen zu steigern und dabei Umwelt- und gesellschaftliche Vorteile zu berücksichtigen, wie beispielsweise der Schutz von Insekten und die Schaffung lokaler Arbeitsplätze. Die Ergebnisse des Projekts sollen den Übergang zu erneuerbaren Energien unterstützen, im Einklang mit den Energie- und Umweltzielen Sachsens, und zur Innovationsstrategie des Bundeslandes beitragen. Darüber hinaus legt das Projekt einen besonderen Schwerpunkt auf die Entwicklung der Fähigkeiten und Qualifikationen der Forscherin oder des Forschers, wobei der Fokus auf der Förderung von Nachhaltigkeit und der Beitrag zur grünen Wirtschaft in Sachsen liegt.