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Biogas: Pilotanlage macht Stroh zu Strom

Klimaschutz liegt im Trend. Biogasanlagen auch. Doch seit Längerem stehen die einst hochgelobten Systeme in der Kritik, da sie lebensmitteltaugliche Rohstoffe benötigen. Forscher haben nun erstmals ein System entwickelt, das ausschließlich Reststoffe verarbeitet und dabei 30 Prozent effektiver ist.

Von Chris Höfner

Nach der Ernte werden die pflanzlichen Reststoffe zur Stromerzeugung genutzt

Nach der Ernte werden die pflanzlichen Reststoffe zur Stromerzeugung genutzt

In Biogasanlagen werden bislang Pflanzen verwendet, die auch für die Lebensmittelindustrie geeignet wären - reine Verschwendung. "Genau das ist ins unserer Anlage anders, wir verwenden ausschließlich Reststoffe aus der Landwirtschaft wie zum Beispiel Maisstroh, wobei wir nur die Pflanzen und nicht die Kolben benutzen", sagt Dr. Michael Stelter, Leiter des Pilotprojektes des Fraunhofer-Institutes in Dresden. Kritiker hatten bemängelt, dass aufgrund der Vergärung von Lebensmitteln in Biogasanlagen mittelfristig die Lebensmittelpreise in den betroffenen Nahrungs-Segmenten steigen würden.

Bisher konnten die Anlagen nur einen gewissen Anteil an Reststoffen verarbeiten, da sich diese meist schlechter in Biogas umwandeln lassen als etwa reines Getreide oder Mais. Ein Vorteil des neuen Systems und der Vergärung von Reststoffen liegt in der sogenannten Verweilzeit. Üblicherweise gärt die Biomasse 80 Tage im Fermenter (Bioreaktor). Während dieses Prozesses entsteht das Biogas. Die Verweildauer der sauer eingelagerten Reststoffe konnte in der Pilotanlage um 50 bis 70 Prozent reduziert werden. Dies liegt an einer besonderen Vorbehandlung der Biomasse, die die Zeit auf etwa 30 Tage verkürzt. Das Geheimnis dahinter: "Wir setzen in der Anlage Enzyme ein, die die Zellulose des Maisstrohs aufspaltet, bevor der Gärungsprozess beginnt", so Stelter.

Die neue Anlage ist aufgrund dieses Verfahrens nicht nur schneller, die Forscher haben auch die Verstromung des Biogases optimiert. So wird das Gas in eine Hochtemperaturbrennstoffzelle geleitet, die einen elektrischen Wirkungsgrad von 40 bis 55 Prozent hat. Ein üblicher Gasmotor hat im Vergleich einen Wirkungsgrad von 38 Prozent. Die Brennstoffzelle, in die das Gas eingeleitet wird, arbeitet bei einer Temperatur von 850 Grad. "Diese Wärme eignet sich hervorragend zum Heizen und Warmwasseraufbereitung", so Stelter.

Im Pilotprojekt konnte eine elektrische Leistung von 1,5 Kilowatt erzeugt werden. Das deckt den Bedarf eines durchschnittlichen Einfamilienhauses. In der zweiten Projektphase wollen die Wissenschaftler die Leistung der Biogasanlage schrittweise auf zwei Megawatt erhöhen.