Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse

Foto: ATB

Biobasierte Stoffe und Energie für die Bioökonomie

Ziel des Forschungsprogramms ist es, effiziente Technik und Verfahren zur Bereitstellung biogener Wertstoffe und Energieträger aus der Landwirtschaft für eine nachhaltige, biobasierte Stoff- und Energiewirtschaft zu entwickeln. 

Faserpflanzen und Kurzumtriebsgehölze lassen sich mechanisch zu innovativen Produkten und zu Energieträgern verarbeiten. Zucker- und stärkehaltige Pflanzen sowie deren Reststoffe liefern mit Hilfe thermischer und biotechnologischer Stoffwandlungsprozesse Milchsäure, Biokohle und Biogas. Dabei gilt es, die spezifischen Stoffwechselleistungen der beteiligten Mikroorganismen besser zu verstehen und zu steuern. 

Für eine erhöhte Wertschöpfung auf Basis einer umfassenden Nutzung biogener Roh- und Reststoffe entwickeln wir mit Beteiligung der Industrie Bioraffinerie- und Kaskaden-Konzepte.

Stoffliche Nutzung von Biomasse

Natürliche Ressourcen aus Land- und Forstwirtschaft bzw. Rest- und Abfallstoffe aus anderen Nutzungspfaden wurden noch vor der industriellen Revolution lange Zeit für die Herstellung von Stoffen und Gebrauchsgütern genutzt. Fossile Rohstoffe haben diese dann weitestgehend verdrängt, doch die Verknappung, Verteuerung und die mit ihrer Nutzung verbundene Beeinträchtigung der natürlichen Lebensbedingungen erfordern eine intensive und gezielte Suche nach Alternativen. Stehen in Zukunft keine fossilen Kohlenstoffquellen mehr zur Verfügung, müssen die entsprechenden Grundstoffe aus Biomasse gewonnen werden.

Darüber hinaus setzen die Anforderungen der heutigen industriellen Verarbeitung sowie die Erwartungen der Verbraucher ein hohes Maß an Effektivität, Rohstoff- und Produktqualität sowie Kosteneffizienz voraus. Dies stellt hohe Anforderungen an die Entwicklung landwirtschaftlicher Bereitstellungsprozesse und an die sich daran anschließenden Technologien und Verfahren zur Aufbereitung und Erstverarbeitung pflanzlicher Biomasse.

Wir arbeiten im Rahmen interdisziplinärer Projekte intensiv an entsprechenden Lösungen und kooperieren dabei eng insbesondere mit klein- und mittelständischen Unternehmen - auch verbunden mit dem Ziel, Beschäftigungs- und Einkommensalternativen im ländlichen Raum bzw. der landwirtschaftsnahen Wertschöpfung zu schaffen. Die biotechnologische Stoffumwandlung und die Verkohlung von nachwachsenden Roh- und Reststoffen sowie Technologien zur Verarbeitung von Naturfasern sind wichtige Arbeitsgebiete des ATB.

 

Bioenergie

Neben der Erschließung bisher ungenutzter Rest- und Abfallstoffe aus Landwirtschaft, Lebensmittelindustrie und privaten Haushalten spielen ein- und mehrjährige Pflanzen als nachwachsende Rohstoffe in Deutschland eine sehr große Rolle bei der Gewinnung von Bioenergie. Zwar weisen alternative Energiegewinnungsmöglichkeiten wie Photovoltaik, Solarthermie und Windkraft eine höhere Flächeneffizienz auf, jedoch ist die Biomassennutzung diesen aufgrund ihrer kaskadischen Nutzungsmöglichkeiten überlegen.

Deswegen entwickeln wir seit vielen Jahren erfolgreich Konzepte, welche die gesamte Prozesskette betreffen. Diese beginnt mit dem Anbau ein- und mehrjähriger Energie-Pflanzen und reicht über deren Ernte, Lagerung und Umwandlung zu BiogasBiokohle und anderen Festbrennstoffen bis hin zur umfassenden Bewertung dieser Prozesse. Forschungsschwerpunkte im Rahmen dieser Verfahrensbewertung sind Emissionen von Kurzumtriebsplantagen, die Berechnung von Treibhausgasvermeidungskosten und die Vernetzung von Wertschöpfungsketten.

Koordination

Dr.-Ing. Venus, Joachim

Programmkoordinator "Stoffliche und energetische Nutzung von Biomasse"


Abteilung: Bioverfahrenstechnik

E-Mail: jvenus@spam.atb-potsdam.de

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