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Biogasforschung

Der regenerative Energieträger Biogas entsteht durch einen mikrobiologischen Abbauprozess von Biomasse unter Sauerstoffabschluss und besteht hauptsächlich aus Methan und Kohlendioxid. Der große Vorteil von Biogas im Vergleich zu anderen regenerativen Energieträgern ist die uneingeschränkte zeitliche Verfügbarkeit. Während die Energieerzeugung mit Hilfe von Sonne und Wind stark von der Witterung abhängt und keine kontinuierliche Energiebereitstellung gewährleisten kann, ist durch die Gewinnung von Strom und Wärme aus Biogas sowohl die Deckung von Grundbedarf als auch von Spitzenbedarf möglich, da das Gas ohne Weiteres zwischengespeichert werden kann. Nach einer entsprechenden Aufbereitung von Biogas bis hin zu Erdgasqualität ist zudem auch eine Einspeisung ins Gasnetz und eine Nutzung als Kraftstoff möglich.

Um den natürlichen mikrobiologischen Abbauprozess technisch und ökonomisch optimal zu nutzen, ist die Zusammenarbeit verschiedenster Disziplinen erforderlich. Gemeinsam mit Forschenden aus der Biologie, den Chemie- , Wirtschafts, und Umweltingenieurwesen und dem Maschinenbau untersuchen wir daher den komplexen Biogasbildungsprozess und dessen vielfältige Einflussfaktoren, um Biogasanlagen noch leistungsfähiger und wirtschaftlicher zu gestalten.

Flexibilisierung des Biogasbildungsprozesses

Der Ausstieg aus Kern- und Kohleenergie wird eine Lücke in der Stromversorgung hinterlassen, insbesondere bei der Residuallast. Als einer der wenigen erneuerbaren Energieträger bietet Biogas die Möglichkeit bedarfsgerecht Energie zu erzeugen. Für die Erforschung der Flexibilisierung des Biogasprozesses stehen drei identische, vollautomatisierte Versuchsfermenter zur Verfügung. Diese sind mit einer Temperaturregelung, einer Rührautomatik und einem Fütterungskarussell ausgestattet. Temperatur und produziertes Gasvolumen der Fermenter werden vom Messsystem des Labors elektronisch erfasst und aufgezeichnet. Auf diese Weise kann beobachtet werden, wie sich Eingriffe in das Fütterungsmanagement der Anlagen auf die Biogasproduktion auswirken.

Synergetische Effekte bei der Biogasbildung

Die Vergärung von Gülle in einer Biogasanlage wirkt sich überwiegend positiv auf die Düngewirkung aus und bietet zudem die Möglichkeit, diese zur Bereitstellung von Energie zu nutzen. Jedoch führt die daraus resultierende erhöhte Mineralisierung von Stickstoff zu einer Steigerung der Ammoniak-Emissionen. Um dem entgegen zu wirken, kann Kohle der Vergärung zugeführt werden. Diese besitzen die Fähigkeit, Nährstoffe aufzunehmen, langfristig zu binden und zudem den Biogasertrag der Gülle zu steigern. Aufgetragen auf den Boden ergibt sich hierdurch die Möglichkeit, synergetisch die Biogasproduktion zu steigern und Nährstoffe langfristiger zu speichern. Zur Erforschung der Prozessparameter der Covergärung stehen Batch- und semi-kontinuierliche Versuchsanlagen zur Verfügung. Zudem werden chemische und biologische Analysen zur Charakterisierung des Biogasprozesses durchgeführt.

Ausstattung

- Biogaslabor

- Stoffdatenlabor