Potsdam-Bornim - Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) http://www.atb-potsdam.de haben eine Möglichkeit gefunden, die Biogas-Produktion aus nachwachsenden Rohstoffen noch effizienter zu gestalten: Ein neu entwickeltes Aufstromverfahren ermöglicht einen wesentlich höheren Durchsatz des Fermenters bei gleichzeitig vermindertem Energiebedarf und verbesserter Prozessstabilität.
"Die derzeit in der Landwirtschaft üblichen Biogasanlagen sind in der Regel für die Vergärung von flüssiger Gülle ausgelegt und eignen sich nur bedingt für nachwachsende Rohstoffe", so Helene Foltan, Leiterin der Öffentlichkeitsarbeit am ATB gegenüber pressetext. Die strukturreichen Stoffe neigen nämlich dazu, eine Schwimmdecke im Fermenter zu bilden. "Um dies zu verhindern, muss gerührt werden und das kostet sehr viel Energie", erklärt Foltan. Das neu entwickelte Aufstromverfahren nutzt hingegen diesen Vorgang gezielt zur Steigerung der Produktivität und Energieeffizienz.
Zentraler Bestandteil des zweistufigen neuen Verfahrens ist der aufströmend betriebene Feststoffreaktor. "Die zu vergärenden Stoffe - das sind stärke- und zuckerhaltige Pflanzen wie etwa Mais, Roggen oder Silage - werden diesem Reaktor kontinuierlich unten zugeführt und als fester Gärrest am oberen Ende entnommen", erklärt die Expertin. Gasbläschen, die bei der Biogasbildung entstehen, lagern sich an den Oberflächen der Feststoffe ab und bewirken so auf natürliche Weise das Aufströmen. "Aufgrund der fehlenden Durchmischung bildet sich im Reaktor neben der festen Phase auch eine Flüssigphase, die weitgehend frei von Feststoffen ist", so Foltan. Die Flüssigkeit wird zunächst aufwärts durch die festen Substratbestandteile geführt, wo sie sich mit flüchtigen Fettsäuren anreichert, bevor sie in einen zweiten Reaktor geleitet wird.
"In diesem Hochleistungsreaktor, der reich an Mikroorganismen ist, werden die Fettsäuren effektiv zu Biogas abgebaut." Gleichzeitig nimmt die zirkulierende Prozessflüssigkeit überschüssige Bakterien mit, die dann auch im Feststoffreaktor für eine beschleunigte Biogasbildung sorgen. Eine Prozessüberlastung ist praktisch ausgeschlossen. "Das Verfahren läuft sehr stabil und der Prozess kann einfach und präzise gesteuert werden", erklärt Foltan. Versuche im kleintechnischen Maßstab hätten jedenfalls gezeigt, dass der Durchsatz gegenüber konventionellen Anlagen bei gleicher Gasausbeute zumindest um den Faktor zwei bis drei gesteigert werden. Das neue Verfahren wurde nun zum Patent angemeldet. "Ehe das System allerdings marktreif ist, ist eine Erprobung im zehn-Kubikmeter-Maßstab vorgesehen", so Foltan abschließend im pressetext-Gespräch.
