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Strohvergärung kann die Energiewende beschleunigen

Branchenfenster: Biogas/Bioerdgas. Foto: Peter Gaß 8 bis 13 Millionen Tonnen Getreidestroh fallen jährlich an. Foto: Peter Gaß lws./dlg. WIESBADEN / FRANKFURT AM MAIN. Stroh rückt als Energielieferant zunehmend in den Vordergrund. Es gibt mehrere Ansätze, Stroh für die Biogasanlage nutzbar zu machen.

Speicherbar, flexibel nutzbar und grundlastfähig: Mit einer elektrischen Leistung von über 4.200 Megawatt haben sich Biogasanlagen zu einer wichtigen Säule der Energiewende entwickelt. Nach wie vor ist Deutschland Weltmarktführer und Vorreiter bei der Biogasnutzung. Um diesen Spitzenplatz zu verteidigen, braucht es vor allem eines: Technische Innovationen für effizientere Bioenergieanlagen. Nicht zuletzt aufgrund der jüngsten EEG-Novelle reagiert die Branche mit kleineren und modularen Anlagen unterhalb einer Leistung von 75 Kilowatt, die anfallende Abfall- und Reststoffe wie Gülle, Festmist, Bioabfälle und Grünschnitt in Energie umsetzen. Das Herzstück einer jeden Anlage ist der Fermenter. In ihm finden die mikrobiellen Abbauprozesse der organischen Substanz statt, bei denen das Biogas entsteht. Im einfachsten Fall fließt die Gülle vom Stall in die Vorgrube und von dort direkt in den Fermenter.

Stroh als Substratalternative

Stroh, aufgrund seiner hohen Anteile an Lignin, Cellulose oder Hemi-Cellulose und geringen Gehalte an Makro- und Mikronährstoffen ist eigentlich kein idealer Rohstoff für die Fermentation, wird jedoch zunehmend interessanter. Das wirtschaftliche Potenzial ist vielversprechend: Geschätzt fallen jährlich acht bis 13 Millionen Tonnen Getreidestroh an, die sich als Substrat in Biogasanlagen einsetzen lassen. Die Mitvergärung von Stroh ist immer dann eine praktikable Lösung, wenn ausreichend nährstoffreiche Flüssigkeiten wie etwa Jauche oder Gülle vorliegen. Nach derzeitigem Stand lässt sich mit der Vergärung von Stroh eine Methanausbeute erzielen, die rund 50 bis 70 Prozent des Ertrages aus Maissilage entspricht. Um den Gasertrag weiter zu erhöhen, eignen sich energiesparende Verfahren zum Aufschluss des Rohmaterials. Noch vor der Vergärung im Fermenter erfolgt eine mechanische und biochemische Aufbereitung des Strohs, um dessen Lignozellulose-Strukturen aufzulösen.

Aufschluss über Dampfexplosion

Mit Economizer SE bietet Biogas Systems eine Lösung zur Hydrolyse zellstoffreicher Biomasse vor. Das faserige oder dickflüssige Rohsubstrat wird in zwei Stufen auf bis zu 180 Grad Celsius erhitzt und unter bis zu zehn bar Überdruck in einem Hydrolysereaktor behandelt. Nach abgeschlossener Hydrolyse wird mittels „Steam Explosion“ die optimale Substrat-Desintegration erzielt. Bei dem Verfahren wird das Material mit gesättigtem Wasserdampf unter Druck mit anschließender schlagartiger Entspannung zerfasert – so entsteht aus dem grob fraktionierten Ausgangsmaterial ein homogener, leicht verwertbarer Substratbrei. Für die nachfolgende Fermentation bedeutet dies konstante Reaktionsbedingungen, verkürzte Verweilzeiten und einen stabilen, störungsfreien Betrieb. Durch den Einsatz der patentierten Technologie ist es möglich, neben Stroh nahezu sämtliche landwirtschaftlichen Reststoffe wie Stallmist, Gras bis hin zum Strauchschnitt in Biogas umzuwandeln.

Mikroben aus der Tiefsee knacken Lignin

Das BMT-Verfahren von MWK Bionik fördert durch ein gezieltes Zusammenspiel von biologischen, mechanischen und thermokatalytischen Prozessen die Vergärung stark ligninhaltiger Materialien, wie Stroh oder Holzresten. Eingebunden wird das BMT-System im Substratfluss zwischen Substratlager und Fermenter, so dass sich auch bestehende Anlagen umrüsten lassen. Bis zu 90 Prozent der organischen Trockensubstanz werden in Biogas umgewandelt. Ermöglicht wird dies durch eine spezielle Mischung aus Enzymen und pflanzlichen Wirkstoffen sowie natürlichen Mikroorganismen aus der Tiefsee. Sie knacken die robusten und wasserfesten Ligninschichten und setzten die eingeschlossenen und vergärbaren Kohlenhydrate aus dem Stroh frei.

Strohpellets in den Fermenter

Wissenschaftler am Fraunhofer IKTS in Dresden wollen der Biogasbranche mit Strohpellets neue Potenziale erschließen. Sie sinken im Fermenter ab und lösen sich innerhalb von 60 Minuten auf. Die chemisch-mechanische Aufbereitung führt zu 40 Prozent mehr Gasausbeute im Vergleich zu unbehandeltem Stroh – ohne Umbau bestehender Biogasanlagen.

Foto: Peter Gaß
Text: Deutsche Landwirtschafts-Gesellschaft e. V. (DLG), Pressemitteilung vom 22. März 2018
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Dieser Beitrag wurde geschrieben am Montag, 10. September 2018 und wurde abgelegt unter "C.02 Biogas, Bioerdgas, D.08 Weitere, E.20 Stroh, K.01 Text".

 

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