Biogasanlagen: Forschungsprojekt der Universität Hohenheim erkundet ungenutzte Potenziale

Das Projekt ermittel Best-Practice-Beispiele, entwickelt Standards zur Anlagenbeschreibung und macht Verbesserungsvorschläge

  • Abb.: Der Campus der Universität Hohenheim – Schloss Hohenheim wurde 1772 bis 1793 vom württembergischen Herzog Carl Eugen für seine Frau Franziska Leutrum von Ertingen gebaut. (© Universität Hohenheim/Maximilian Pircher)Abb.: Der Campus der Universität Hohenheim – Schloss Hohenheim wurde 1772 bis 1793 vom württembergischen Herzog Carl Eugen für seine Frau Franziska Leutrum von Ertingen gebaut. (© Universität Hohenheim/Maximilian Pircher)
Der Mix macht’s: Je nachdem, mit welchen Materialien die Anlagen gefüttert, durchmischt und gefahren werden, fällt die Biogas-Ausbeute sehr unterschiedlich aus. Drei Jahre lang vergleicht die Universität Hohenheim in Stuttgart Betriebsweise, Ausbeute und Verluste von Biogasanlagen, identifiziert Best-Practice-Beispiele, entwickelt Standards zur Anlagenbeschreibung und formuliert Verbesserungsvorschläge für Praxis und Politik. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) fördert das Vorhaben mit 344.000 € über seinen Projektträger – die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). Damit zählt das Projekt zu den Schwergewichten der Forschung der Universität Hohenheim.

29.000 Gigawattstunden (GWh) Strom erzeugten Deutschlands 8.000 Biogasanlagen 2014. Das waren 5-6 % des bundesweiten Stromverbrauchs von 524.000 GWh. Aber es werden derzeit kaum noch neue Anlagen gebaut. Der Verkauf von Biogasstrom erfolgt zukünftig über Ausschreibungen. „Das Potenzial der bestehenden Anlagen ist noch längst nicht ausgereizt“, erklärt Dr. Hans Oechsner von der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim. „Unser Projekt soll vorbildliche Betriebsweisen identifizieren, über die sich die Effizienz erhöhen lässt, damit sich ihr Betrieb weiterhin lohnt.“ Dazu legt die Universität Hohenheim eine große Messkampagne auf. Darin untersucht sie im Verbund mit drei Projektpartnern bundesweit anhand einer Stichprobe von insgesamt 60 Biogasanlagen, wie wirtschaftlich und ökologisch sie arbeiten.

Biogas-Standards sollen sich weiterentwickeln

Die bestehenden Biogasanlagen sind zum Teil sehr unterschiedlich aufgebaut. „Wir haben verschiedene Ausgangsstoffe der Biogassubstrate, außerdem variieren Mischungsverhältnis und Durchmischung der Stoffe sowie Druck und Temperatur in den Biogasreaktoren“, so Dr. Oechsner. Die Forscher prüfen, welche Technik die Anlagen benutzen und wie effizient sie arbeiten. Mit einigen Stellschrauben ließe sich ihr Betrieb verändern und optimieren. „Wir finden heraus, welche Anlagen bei der Gasausbeute in Menge und Qualität vorne liegen.“

Messkampagne ermittelt Effizienzpotenziale

Die Biogasforscher der Universität Hohenheim ermitteln für jede Anlage, wie die Substrate zusammengesetzt sind, welche Gas- und Strommenge produziert wird und an welchen Aggregaten Gasverluste auftreten.

„Darüber hinaus berechnen wir mit Modellrechnungen, wie weit die produzierte Gas- und Strommenge und die aus dem Input-Substrat theoretisch zu produzierenden Mengen auseinander liegen“, erläutert Benedikt Hülsemann, ebenfalls von der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie der Universität Hohenheim. „Daraus ermitteln wir, wie wirtschaftlich und ökologisch effizient die Anlagen arbeiten.“ Schließlich vergleichen die Forscher die Daten aller Biogasanlagen, um besonders wirtschaftliche Anlagen zu ermitteln.

Forschungsergebnisse fließen direkt in Praxis ein

Im Rahmen des Projektes entwickeln die Forscher einheitliche Standards, um den Zustand von Biogasanlagen besser beschreiben zu können. Zwischenergebnisse und Verbesserungsmöglichkeiten präsentieren sie bei mehreren Tagungen, damit die Betreiber sie unmittelbar in der Praxis umsetzen können. Es ist außerdem eine Broschüre und eine Internetplattform mit den Daten vorgesehen.
Auch für die Politik entwickeln die Biogasforscher konkrete Vorschläge. „Wir möchten neue Standards formulieren, damit die Branche sich insgesamt weiterentwickeln kann“, so Dr. Oechsner.

Biogas-Messprogramm III

Der genaue Titel des Verbundvorhabens lautet: Biogas-Messprogramm III – Teil 1: Faktoren für einen effizienten Betrieb von Biogasanlagen; Teilvorhaben 3: Effizienz der biologischen Prozesse (Förderkennzeichen 22403715). 
Die Fördersumme beträgt 344.155,72 €, die Laufzeit ist vom 1.12.2015 bis 30.11.2018. Auch diesmal werden zusammen mit drei Partnerinstituten insgesamt 60 Praxisanlagen im gesamten Bundesgebiet untersucht, um deren Effizienz zu bewerten und den Anlagenzustand zu definieren.
Die drei Kooperationspartner von Teil 1 des Verbundvorhabens sind das Deutsche Bio­masseforschungszentrum gemeinnützige GmbH (DBFZ), Leipzig; das Institut für Landtechnik und Tierhaltung, der Bayerischen Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), Freising; sowie das Kompetenzzentrum Erneuerbare Energien und Klimaschutz Schleswig-Holstein (EEK.SH), Kiel, angesiedelt bei dem Forschungs- und Entwicklungszentrum FH Kiel GmbH.

Bioökonomie

Die Bioökonomie ist das Leitthema der Universität Hohenheim und einer ihrer drei Forschungsschwerpunkte. Sie verbindet die agrarwissenschaftliche, die naturwissenschaftliche sowie die wirtschafts- und sozialwissenschaftliche Fakultät. Diese interdisziplinäre Thematik an der Universität Hohenheim zu koordinieren und umzusetzen ist Aufgabe des Forschungszentrums Bioökonomie. Ziel der Bioökonomie ist es, die weltweite Ernährung zu sichern, die Agrarproduktion nachhaltig zu gestalten, gesunde und sichere Lebensmittel zu produzieren, nachhaltige Rohstoffe industriell zu nutzen sowie Energieträger auf der Basis von Biomasse auszubauen. Dabei genießt die Ernährungssicherung stets Vorrang vor anderen Nutzungen von Biomasse. Die Bioökonomie greift ein zentrales Anliegen von Politik und Gesellschaft auf und berücksichtigt gleichermaßen ökologische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Belange. 
Schwergewichte der Forschung
31,2 Millionen € an Drittmitteln akquirierten Wissenschaftler der Universität Hohenheim 2015 für Forschung und Lehre. In loser Folge präsentiert die Reihe „Schwergewichte der Forschung“ herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 250.000 € bei den Experimental- bzw. 125.000 € bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften.
 

Vulkanisch: Gründung nach einem Knall 
Der Ausbruch des Vulkan Tambora in Indonesien Anfang April 1815 leitete zwei Jahre später die schlimmste Hungersnot des 19. Jahrhunderts in Europa ein: 140 Mrd. t Asche- und Staub­partikel schossen kilometerweit in die Atmosphäre. Nach dem verheerenden Vulkanausbruch mit einer geschätzten Sprengkraft von 170.000 Hiroshima-Bomben bekamen auch die Europäer die Auswirkungen zu spüren. Die Aschewolke lag wie ein Schleier auf dem Erdball, verdunkelte den Himmel und ließ die Sommer ausfallen. Angeregt von diesen düsteren Zeiten ließen Autorinnen und Autoren wie Mary Shelly mit „Frankenstein“ das Genre der Schauergeschichten erblühen. Maler wie William Turner oder Carl Spitzweg hielten das besondere Licht und die glühenden Sonnenuntergänge fest.
Gemeinsam mit seiner Frau Katharina bestieg König Wilhelm I. von Württemberg mitten in dieser Krise 1816 den Thron. Nach gravierenden Ernteausfällen mangelte es 1817 nicht nur im Südwesten Deutschlands an allem. Aus Verzweiflung wurde das Grundnahrungsmittel Brot mit dem gestreckt, was noch zu finden war: Blättern, Wurzeln, Gras oder mit Sägespänen. König Wilhelm I. und seine Frau Katharina Pawlowna sahen sich mit Hunger, Not und Frustration der Bevölkerung konfrontiert und reagierten: Zunächst musste die unmittelbare Not durch eine landesweite Wohlfahrtsinitiative Katharinas abgefedert werden. Eine nachhaltige landwirtschaftliche Produktivitätssteigerung konnte jedoch nur durch landwirtschaftliches Wissen in neuen, modernen Institutionen erzielt werden. So gründeten Württembergs Monarchen am 20. November 1818 die landwirtschaftliche Unterrichts-, Versuchs- und Musteranstalt Hohenheim, aus der später die Universität Hohenheim hervorging.
Die Hohenheimer Ackergerätefabrik wurde dem Institut bis in die 80er Jahre des 19. Jahrhunderts angegliedert. Hier wurden neue Ackergeräte konstruiert, gebaut und vertrieben. Das Besondere: Da viele Wagner und Schmiede nichts mit gezeichneten Plänen anfangen konnten, entwickelten die Wissenschaftler der Ackergerätefabrik maßstabsgerechte funktionsfähige Modelle ihrer Geräte, die weltweit versandt wurden. Diese Modelle konnten dann problemlos nachgebaut werden. Sie machen Hohenheim zum international gefragten Lieferanten innovativer Technologien – eine Art Silicon Valley des 19. Jahrhunderts.
www.uni-hohenheim.de/geschichte-1800-1899

 

 

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Universität Hohenheim
Schloss 1
70599 Stuttgart
Germany
Telefon: +49 711 4592 2001

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