Strom aus Maisstroh
Eine erste Biogas-Pilotanlage, die ausschließlich mit organischen Reststoffen anstelle von essbaren Rohstoffen zu betreiben ist, wurde erfolgreich von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) in Deutschland entwickelt. Ein weiterer Höhepunkt ihrer Arbeit ist eine Brennstoffzelle, in der das Gas verstromt werden kann. Die Anlage hat eine um 30% höhere Leistung in der Stromerzeugung als ihre Vorgänger, was ein großer Vorteil für Europa ist. Nach Angaben des IKTS-Teams werden zunehmend Forderungen laut, der Nutzung von essbaren Rohstoffen wie etwa Mais ein Ende zu machen. So protestieren die Menschen gegen die Vergärung von Lebensmitteln in Biogasanlagen, in denen Strom und Wärme erzeugt werden. Die Gegner befürchten, dass diese Art der Energieerzeugung die Lebensmittelpreise nach oben treibt. Wissenschaftler des IKTS haben bei der Entwicklung der Biogasanlage nach neuestem Stand der Technik mit mehreren kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zusammengearbeitet. "In unserer Pilotanlage verwenden wir ausschließlich Reststoffe aus der Landwirtschaft, etwa Maisstroh, also Maispflanzen ohne die Kolben", erläuterte Dr. Michael Stelter, Abteilungsleiter am IKTS. Vor dieser bahnbrechenden Entwicklung konnten Biogasanlagen nur einen gewissen Anteil an Reststoffen verarbeiten. So stellte sich die Umwandlung von Abfällen anstelle von reinem Getreide oder Mais in Biogas als recht schwieriger Prozess dar. Am Ende konnten die Forscher beim Einsatz dieser neuen und innovativen Anlage eine 50%ige bis 70%ige Reduzierung der Verweilzeit verzeichnen, für die die sich zersetzenden Reststoffe gelagert werden müssen. Üblicherweise muss die Biomasse nach Angaben des Teams für 80 Tage im Fermenter gären, wobei dann das Biogas entsteht. Durch eine geeignete Vorbehandlung wird die Wartedauer auf nur noch etwa 30 Tage verkürzt. "Maisstroh enthält Zellulose, die nicht direkt vergoren werden kann", stellte Dr. Stelter dar. "In unserer Anlage aber spalten Enzyme die Zellulose auf, bevor die Silage gärt." Die Wissenschaftler konnten mithilfe ihrer Forschungsarbeit auch die Umwandlung des Biogases in elektrischen Strom optimieren. Sie lenkten das Gas in eine Hochtemperaturbrennstoffzelle mit einem elektrischen Wirkungsgrad von 40% bis 55%. Zum Vergleich: Der sonst eingesetzte Gasmotor erreicht einen Wirkungsgrad von 38%. Das IKTS-Team erklärte, dass die Brennstoffzelle bei 850 Grad Celsius arbeite und diese Wärme direkt zum Heizen verwendet werden könne. Die Wärme ließe sich auch in ein Nahwärmenetz einspeisen, fügten sie hinzu. Rechnet man den elektrischen und den thermischen Wirkungsgrad zusammen, hat die Brennstoffzelle einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 85 %. Laut Mitteilung der Forscher liegt der Gesamtwirkungsgrad des Verbrennungsmotors meist bei etwa 38%, denn seine Wärme lässt sich nur schwer nutzen. Die von den Wissenschaftlern realisierte Pilotanlage könne 1,5 Kilowatt elektrischer Leistung erzeugen. Diese Menge reiche für den Bedarf eines Einfamilienhauses aus, verdeutlichten sie. Das Team stellt das Konzept der Biogasanlage auf der Hannover-Messe 2009 aus, die vom 20. bis 24. April in Hannover, Deutschland, stattfindet. Die Hannover-Messe vereint 10 internationale Haupthandelsmessen, die ein breites Spektrum von Themen einschließlich Energie- und Kraftwerkstechnologie abdecken. Die nächste Phase des Projekts besteht darin, die erzeugte elektrische Leistung der Biogasanlage schrittweise auf zwei Megawatt zu erhöhen.
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