Homepage: Jetzt auch mit Geflügelmist

Forscher des Potsdamer Leibniz-Instituts für Agrartechnik konnten nun nachweisen, dass der Einsatz von Biokohle Biogasanlagen signifikant effektiver machen kann. Die Biokohle könne durch thermochemische Behandlung von Gärresten aus der Biogasanlage selbst hergestellt werden. So lasse sich die energetische Ausbeute von Biogasanlagen erhöhen, berichten die Forscher um Projektleiter Jan Mumme in der aktuellen Ausgabe der renommierten Fachzeitschrift „Bioresource Technology“. Durch den Einsatz von Biokohle lasse sich nicht nur der Wirkungsgrad von Biogasanlagen erhöhen, sondern auch der Biogasprozess stabilisieren.

Nach Ergebnissen der ATB-Forscher kann der Einsatz von Biokohle eine beginnende Ammonium-Hemmung unterbinden und darüber hinaus die Struktur der Mikroflora positiv beeinflussen. Die Forscher konnten einen erhöhten Anteil methanbildender Mikroorganismen nach der Zugabe von Biokohle feststellen. Biokohle könne zudem als direkte Nahrungsquelle für die Mikroorganismen dienen, wodurch der Ertrag an Biogas steigt.

„Biokohle kann genau dort wirken, wo die Biogaserzeugung an ihre Grenzen stößt“, erklärte Jan Mumme. Um den Wirkungsgrad von Biogasanlagen zu steigern, werden bisher kaum genutzte Abfälle eingesetzt. Dazu zählen auch stickstoffreiche Abfälle wie Geflügelmist, dessen Einsatz allerdings bislang schwierig ist. Denn aus dem organischen Stickstoff im Geflügelmist entstehen bei der Vergärung Ammonium, das die Mikroflora im Fermenter erheblich stören kann. Je höher der Ammoniumgehalt, desto langsamer verläuft die Biogasbildung und die Gas-Ausbeute schrumpft. Hier könnte nun die von den Potsdamer Forschern festgestellte Reduktion der Ammonium-Hemmung durch Biokohle wichtig werden. Dadurch können auch problematische Bioabfälle genutzt und die Energieausbeute gesteigert werden. Zwar zeigte sich in den Versuchen der Forscher, dass mit steigender Ammoniumkonzentration die positive Wirkung der Biokohle abnimmt. „Da die getesteten Biokohlen aber nicht gezielt für den Einsatz in Biogasanlagen entwickelt wurden, ist hier noch ein erhebliches Optimierungspotenzial zu erwarten“, so Mumme

Zurzeit arbeiten die Wissenschaftler daran, die Biokohle noch wirkungsvoller in den Biogasprozess zu integrieren. Dazu haben sie einen neuen Typ Biogasreaktor entwickelt und zum Patent angemeldet, der getrennte Bereiche für Biomasse und Biokohle aufweist. „Unser Ziel ist es, das Gesamtverfahren zusammen mit Partnern aus Industrie und Landwirtschaft in die Pilot- und Demonstrationsphase zu bringen“, sagte Mumme

Auch soll das Verfahren die Struktur der Mikroflora positiv beeinflussen. „Die Ergebnisse zeigen einen erhöhten Anteil methanbildender Mikroorganismen nach der Zugabe von Biokohle“, so die Forscher aus Bornim. Zudem könne Biokohle als direkte Nahrungsquelle für die Mikroorganismen dienen, wodurch der Ertrag an Biogas steigt. Biokohle ist ein kohlenstoff- und oberflächenreiches Material, das ähnlich der Holzkohle bei der Verschwelung von Biomasse entsteht. Aufgrund ihrer hohen biologischen Stabilität und großen Aufnahmefähigkeit für Wasser und Nährstoffe wird Biokohle insbesondere als Hilfsstoff zur Verbesserung von wenig fruchtbaren Böden und zur dauerhaften Bindung von Kohlenstoff betrachtet. Ihre besonderen Eigenschaften machen Biokohle aber auch für eine Reihe weiterer Anwendungen interessant, so die Forscher. Als Beispiel nennen sie die Reinigung von Abwässern oder die Katalyse biologischer oder chemischer Prozesse. „Unsere Ergebnisse lassen auch vermuten, dass Biokohlen auch als Träger für nützliche Mikroorganismen Anwendung finden können, um diese gezielt zum Beispiel in Biogasanlagen oder auch zur Sanierung schadstoffbelasteter Böden einzusetzen“, so die Forscherin Maja Werner.

Vor dem Hintergrund von Klimaschutz und Energiewende gewinnt Biogas als Energieträger zunehmend an Bedeutung. Das aus biologischen Reststoffen erzeugte Gas kann nach entsprechender Aufbereitung als Biomethan in die Erdgasleitungen eingespeist werden. Je nach Bedarf kann Biomasse in Strom oder Wärme umgewandelt werden und ist so als grundlastfähige – weil im Gegensatz zu Sonne und Wind stets verfügbare – erneuerbare Energie ein wichtiges Element im Energie-Mix. Jan Kixmüller