Bioenergie
Forscher optimieren Biogaserzeugung

Mit einem neuen Verfahren wollen Dresdner Wissenschaftler die Effizienz von Biogasanlagen verbessern. Wichtigster Schritt ist die optimale Vorbehandlung der Pflanzenteile. Die modifizierte Anlage kann auch für Bakterien schwer verdaulichen organischen Abfall umwandeln.
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BERLIN. Mitarbeiter, die sich wohl fühlen, sind produktiver. Was für Angestellte in Unternehmen gilt, trifft auch für Mikroorganismen zu, die in Biogasanlagen aus Biomasse brennbares Gas erzeugen. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme in Dresden haben sich das Arbeitsklima der Mikroben zu Herzen genommen und dabei erstaunliche Ergebnisse erzielt. Mit mehreren mittelständischen Unternehmen aus der Region haben sie eine Biogas-Anlage entwickelt, die den Forschern zufolge bis zu 30 Prozent mehr Biogas erzeugt als herkömmliche Anlagen. Für Anlagenbetreiber könnte die Biogas-Erzeugung damit wesentlich rentabler werden.

Wichtigster Schritt zur höheren Biogas-Ausbeute: die optimale Vorbehandlung der Pflanzenteile. Normalerweise werden die Energiepflanzen einfach gehäckselt. In mehrere Millimeter große Stückchen zerteilt kommen sie in den Gärtank. "Viel zu groß für eine effiziente Vergärung", bemängelt Eberhard Friedrich von der Fraunhofer-Arbeitsgruppe Umweltverfahrenstechnik. In der neuen Pilotanlage zerkleinert eine so genannte Schneckenpresse die Biomasse in Stücke im Mikrometer-Bereich - etwa tausendmal kleiner. "Das schafft viel mehr Angriffsfläche für die Bakterien", erklärt Friedrich. Gleichzeitig setze dieser Schritt bestimmte Enzyme der Mikroorganismen frei, die die Zersetzung zusätzlich beschleunigen.

Und noch einen zweiten Verfahrensschritt haben die Forscher eingeführt: Vor dem eigentlichen Gärprozess kommt die fein zerkleinerte Pflanzenmasse in einen so genannten Hydrolyse-Reaktor. Hier herrschen ideale Bedingungen für die Säure-liebenden Hydrolyse-Bakterien, die die Pflanzenteile in einzelne Moleküle zerlegen. Erst wenn dieser Schritt erledigt ist, werfen die Forscher die inzwischen im Wasser gelöste organische Materie in dem eigentlichen Hauptreaktor den Methan-bildenden Bakterien zum Fraß vor - den Mikroorganismen also, die das begehrte Biogas erzeugen. In gängigen Anlagen finden Hydrolyse und Methanerzeugung im selben Tank statt. Die Mikroorganismen benötigten aber unterschiedliche Bedingungen, erklärt Friedrich. Schaffe man für beide Mikroben-Arten die für sie optimale Umgebung, steige die Ausbeute.

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