Smart Bioenergy – Die Rolle der energetischen Verwertung von biogenen Abfällen und Reststoffe im Energiesystem und der biobasierten Wirtschaft
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (5/2017)
Im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung muss die Energieversorgung in Deutschland in den nächsten Jahrzehnten vollständig auf erneuerbare Energien ausgerichtet und die Versorgung der Industrie mit organischen Grundstoffen in diesem Jahrhundert von petro- auf biobasierte Stoffe umgestellt werden. Das Ziel der nachhaltigen Integration von Bioenergie in einem Energie- und Bioökonomiesystem der Zukunft kann nur gelingen, wenn die Bioenergie möglichst effizient, umweltverträglich und mit höchstmöglichem volkswirtschaftlichem Nutzen eingebunden wird. Unsere Aufgabe ist es, diese langfristig angelegte Entwicklung wissenschaftlich zu begleiten und mittels „Smart Bioenergy“ einen Beitrag zur Optimierung der energetischen Biomasseverwertung entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu leisten.

Situation der Holzenergie in Deutschland – Öffentlichkeit, Markt, Restriktionen
© Witzenhausen-Institut für Abfall, Umwelt und Energie GmbH (11/2016)
Wer die Medien der letzten drei bis vier Jahre verfolgt hat, wird festgestellt haben, dass die Energiewende in die Kritik und damit einhergehend auch ins Stocken geraten ist. Dies gilt insbesondere für den Bereich der Bioenergie. Neben gravierenden geopolitischen Ereignissen, in deren Nachfolge es zu einem dramatischen Verfall der fossilen Brennstoffpreise gekommen ist, sieht sich die Branche oftmals mit massiver Kritik seitens des Umweltschutzes konfrontiert. Eine Kritik, die nur zu einem Teil berechtigt ist; zumindest was Energie aus Holz angeht, sieht auch die EU im Bereich des Binnenmarktes ein geringes Nachhaltigkeitsrisiko. In der Präsentation werden die verschiedenen Aspekte schlaglichtartig angesprochen, Hintergründe und Zusammenhänge erklärt sowie Gegenmaßnahmen aufgezeigt.

Wasserpflanzen als Substrat für Biogasanlagen – Ernteguteigenschaften
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2016)
Das vom BMEL geförderte Forschungsprojekt „Aquatische Makrophyten – ökologisch und ökonomisch optimierte Nutzung (AquaMak)“ zielt auf die energetische Nutzung von Wasserpflanzen als bisher ungenutzter Reststoffart. Das Verbundprojekt führt technische Fragestellungen, wie zum Beispiel die Haltbarmachung der aquatischen Biomasse, mit ökologischen, ökonomischen und sozialen Bewertungsmaßstäben zusammen.

Ende der Abfalleigenschaft – am Beispiel von Brennstoffen aus der hydrothermalen Karbonisierung
© Lexxion Verlagsgesellschaft mbH (12/2015)
Ein Beitrag zur Ressourceneffizienz in der Bioökonomie

Einfluss von Vorbehandlung und anaerober Vergärung auf die Faserzusammensetzung von Reisstroh
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Im Rahmen des Deutsch-Ägyptischen Projektes CEMUWA wurden Möglichkeiten der stofflichen und energetischen Verwertung von Reisstroh untersucht, wobei intensive Untersuchungen im Bereich anaerobe Vergärung durchgeführt wurden. Zur Beurteilung des Einflusses der Vorbehandlung in Kombination mit dem Anaerobprozess auf die Faserzusammensetzung bzw. den Faserabbau wurde die In-Sacco-Methode angewandt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Wirkung der Vorbehandlung von Reisstroh gut in der Änderung der Faserzusammensetzung sichtbar ist. Eine Tendenz der Zunahme des Biogas- bzw. Methanertrages im Zusammenhang mit der Zunahme des Hemizelluloseanteils bzw. der Verringerung des Zellulosegehaltes konnte beobachtet, aber statistisch nicht gesichert werden.

Vorstellung eines innovativen No-Waste-Biomassekraftwerkskonzepts mit integrierter Lachs- und Garnelenproduktion
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Aufgrund der benutzen Komponenten ist eine effiziente stoffliche und energetische Biomassenutzung durch den Kaskadenaufbau möglich. Zudem kann damit das System hervorragend an bestehende Standortbedingungen angepasst werden. Das Energiekonzept ergänzt durch die Grundlastfähigkeit den Energiemix in Deutschland und ist zugleich eine ökologische Symbiose aus einer Reststoff- und Abfallverwertung, bedarfsgerechter Energieerzeugung, Lebensmittelproduktion sowie wertvoller Stoffproduktion für die Pharmaindustrie.

Vom Halm zum Pellet: Bereitstellungsketten für feste Bioenergieträger von nassen Niedermooren
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Die landwirtschaftliche Nutzung von stark entwässerten Moorböden führt durch Emissionen von Treibhausgasen und Nährstoffen zu hohen Umweltbelastungen. Die Boden-Degradierung kann langfristig den Verlust von landwirtschaftlicher Nutzfläche nach sich ziehen. Eine Nutzung bei Wasserständen in Flur (Paludikultur, lat. ‚palus‘ = Sumpf) ermöglichst sowohl erhebliche Umweltentlastungen als auch eine dauerhafte Produktion mit angepassten Pflanzenarten.

Nährstoffaufnahme von Mais und Sorghum im Mischfruchtanbau mit Leguminosen
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Der für die Pflanze essentielle Nährstoff P seht nur in begrenztem Maße zur Verfügung. Andererseits gehen aus landwirtschaftlichen Systemen große Nährstoffmengen verloren und N- und P-Einträge in Gewässer sind die Folge. Besonders Reihenkulturen wie Mais fördern Nährstoffverluste durch Auswaschung und Erosion. Der Anbau von Kulturpflanzen im Mischfruchtanbau kann wegen der unterschiedlichen Anpassungsfähigkeit der Pflanzen an suboptimale Wachstumsbedingungen zur effizienten komplementären Nutzung von Wachstumsfaktoren und somit zur Steigerung von Nährstoff- und Wassernutzungseffizienz beitragen. Der Mischfruchtanbau mit Leguminosen ist wegen der zusätzlichen N-Fixierung aus der Luft besonders interessant.

Steinklee - eine Energiepflanze für trockene Standorte
© Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät Universität Rostock (6/2014)
Unter den aktuellen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen werden auf den trockenen Sandstandorten Norddeutschlands nur sehr wenige Fruchtarten angebaut. Bekannte Probleme enger Fruchtfolgen verstärken sich in diesen Regionen durch das insgesamt niedrige Ertragsniveau und das Fehlen bodenfruchtbarkeitsfördernder Kulturen.

Erzeugung flüssiger Bioabfallsubstrate als Ausgangsprodukt für Biokraftstoffe
© DGAW - Deutsche Gesellschaft für Abfallwirtschaft e.V. (3/2014)
Das Kompostwerk in Darmstadt-Kranichstein verwertet jährlich etwa 13.000 Tonnen Bioabfall. Daraus können 6.000 bis 6.500 Tonnen Qualitätskompost hergestellt werden. Die am Kompostwerk angelieferten biologischen Abfälle sollen durch eine Anlagenerweiterung einer optimierten Verwertung unterzogen werden. Der dabei zusätzlich integrierte Verfahrensschritt dient zur Trennung der festen Bioabfallanteile von der vorhandenen oder gebildeten flüssigen Phase während der Bioabfallbehandlung oder –Sammlung. Diese flüssige Phase soll unter fakultativ anaeroben Bedingungen mit niedermolekularen Fettsäuren (Essig- bis Caprylsäure) angereichert werden. Die angereicherten Fettsäuren werden in einem anschließenden Verfahrensschritt aus der flüssigen Phase extrahiert und zu Biokraftstoffen raffiniert. Die folgenden Abschnitte sollen den Verfahrensablauf, der zur Generierung der Biokraftstoffe notwendig ist beschreiben und erste Versuchsergebnisse beschreiben.

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