Eröffnung des Fraunhofer-Innovationscluster ​“Bioenergy”

Die stoffliche und energetische Biomassenutzung wird zukünftig einen wichtigen Beitrag zur Deckung des weltweiten Rohstoff- und Energiebedarfs einnehmen und so zur Emissionsminderung klimaschädigender Gase, insbesondere CO2, dienen. Weltweit fallen immense Mengen nasser und/​oder lignocellulosehaltiger Biomasse an. Das Spektrum reicht von Gras- und Grünschnitt über Ernterückstände, Verarbeitungsreste aus land- und forstwirtschaftlicher Produktion bis zu Bioabfällen aus Privathaushalten. Genutzt wird feuchte Biomasse bisher wenig intensiv. Grund ist der hohe Wassergehalt, der einen geringen Heizwert mit sich bringt sowie Transport und Lagerung aufwändig macht. Zudem erschweren die Inhomogenität, der Aschegehalt und die schlechte Verarbeitbarkeit feuchter Biomasse deren Nutzung enorm.

Ziel des Innovationsclusters

Mit dem Ziel, die verwertbare Menge an Biomasse zu steigern, initiierte Fraunhofer UMSICHT den Innovationscluster Bioenergy. Innerhalb von vier Jahren sollen Konversionstechnologien entwickelt werden, die die Potenziale halmgutartiger und feuchter, lignocellulosehaltiger Biomasse erschließen. Die Nahrungsmittelproduktion und Biomassenutzung in Einklang zu bringen und keine Nutzungskonkurrenz aufzubauen, ist das übergeordnete Ziel. So soll der Landwirtschaft zu mehr Effizienz und Wertschöpfung verholfen werden, und Exporttechnologien für den Technologieweltmarkt sollen bereitgestellt werden.

Zwischenprodukte für vertikal integrierte Produktion

Die Arbeiten fokussieren auf zwei Fraktionen Biomasse, die kontinuierlich und in großer Menge anfallen. Das sind halmgutartige Biomasse, die bei der Ernte anfällt, sowie Reststofffraktionen aus der lokalen und regionalen Verarbeitung, beispielsweise aus der Lebensmittelproduktion. Die Fraktionen sollen zu kohlenstoffreichen Zwischenprodukten für die Rohstoff- und Energieversorgung umgewandelt und soweit wie möglich in bestehender Infrastruktur zu Endprodukten konvertiert werden. Bis dieser vertikal integrierte Produktionsprozess umsetzbar ist, sind einige Prozessschritte zu optimieren. Unbehandelt ist feuchte Biomasse nicht lagerfähig und verrottet schnell. Die Behandlung muss erntenah erfolgen. Im Rahmen des Innovationsclusters sollen Konzepte und Technologien zum effizienten Trocknen und Fraktionieren von Biomasse entwickelt werden. In diesem Schritt werden feldnah nutzbare sowie lager- und transportwerte Produkte erzeugt. Das kann trockener Presskuchen sein, der als fester Rohstoff energetisch in Verbrennungen oder für thermochemische Nutzungskonzepte eingesetzt wird. Der Presssaft dient als Rohstoffbasis für die Futtermittelherstellung, als Energieträger oder für Chemieprodukte. Der Innovationscluster um Fraunhofer UMSICHT setzt auf die Entwicklung erntenaher Verarbeitungskonzepte, die Biomasse dezentral, feldnah und semi-dezentral, in kleinen stationären lokalen Konversionsanlagen in energiedichte und handelbare Zwischenprodukte für die Verarbeitung in Energie- und Chemischer Industrie umwandeln. Derartige Zwischenprodukte sind kohleartige Produkte und Biorohöl. Sie können thermochemisch durch hydrothermale Carbonisierung oder durch Pyrolyse erzeugt werden. Bisher wird Biomasse, sofern sie zu Energieträgern umgewandelt oder stofflich genutzt wird, konditioniert und zu zentralen Verarbeitungsanlagen transportiert. Der Aufwand ist enorm. Die erforderliche Logistik von der Ernte bis zur Konversion verursacht bis zu 30 Prozent der Gesamtkosten. Verdichtungsmaßnahmen wie Zerkleinerung, Ballierung oder Pelletierung zielen zwar in die richtige Richtung, sind aber in ihren Möglichkeiten, Logistikkosten zu reduzieren, limitiert und selbst äußerst kostenintensiv. Gelingt es, die Einsatzzeiten für Erntemaschinen zu erhöhen und den Transport von in der Biomasse enthaltenem Wasser zu vermeiden, können die Prozesskosten optimiert werden. Zudem leistet die effiziente Biomassenutzung Beiträge zum Klimaschutz, zur Ressourcenversorgung bei gleichzeitiger Schonung fossiler Ressourcen und zur Beschäftigung im Anlagen- und Maschinenbau.

Förderhinweis

Der Fraunhofer-Innovationscluster Bioenergy wird vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen (MIWFT) aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und mit Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert. Quelle: Fraunhofer UMSICHT