Enzyme für die effizientere Produktion von Biogas?

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. stellt im Rahmen einer Pressemitteilung die Frage: “Mit Enzymen zu höheren Biogas-Ausbeuten?” Ein Anfang des Monats gestartetes Verbundvorhaben soll in den nächsten 3 Jahren die Wirkungsmechanismen von Enzymen bei der Vergärung feststoffreicher Substrate in Biogasanlagen untersuchen. Beim Kick-off Meeting am Leibniz-Institut für Agrartechnik in Potsdam haben die Experten den Forschungsbedarf konkretisiert. Die Erwartungen der Forscher sind hoch: Bereits heute setzen viele Biogasanlagen-Betreiber Enzyme zur effizienteren Energie-Erzeugung ein. Die Laborergebnisse sind vielversprechend, lassen sich aber nicht direkt in die Praxis übertragen.

Vor allem bei der Vergärung von strukturreichen Substraten wie Sudangras, Festmist oder Getreide-Ganzpflanzen-Silage soll der Einsatz von Enzymen den Aufschluss von Cellulosen und Hemicellulosen beschleunigen und zudem die Fließfähigkeit im Reaktor erhöhen. Der Einsatz von Enzymen führte in Labor-Untersuchungen zu Steigerungen der Biogas-Ausbeute von bis zu 40 Prozent. Um derartige Effekte auch in der Praxis reproduzieren zu können, müssen die Reaktionsmechanismen der Enzym-Präparate und Substrate im Reaktor noch besser verstanden werden.

Viele der Prozesse in Biogas-Reaktoren finden gewissermaßen in einer Black-Box statt. So sagte die Koordinatorin des Verbundvorhabens, Monika Heiermann: “Im Moment können wir nicht sagen, ob die effizienzsteigernde Wirkung ausschließlich auf die direkte Wirkung von Enzymen zurückzuführen ist oder ob es sich um multikausale Effekte handelt. Wir müssen diese Prozesse verstehen lernen, um Enzyme gezielt zur Effizienzsteigerung im Prozess einsetzen zu können”.

Die Untersuchungen erfolgen sowohl im Labor als auch im Technikums- und Praxismaßstab. Neben der Untersuchung der Enzym-Wirkmechanismen geht es den Forschern darum, den optimalen Zeitpunkt und Ort der Enzym-Anwendung zu definieren und Erkenntnisse über die Wirkung von Enzymen auf die Viskosität von Substraten zu gewinnen. Wenn die Schwimmdecken-Bildung durch den Einsatz der Enzyme in der Praxisanlage verringert werden kann, dann sinkt auch der Aufwand für die Rührtechnik und folglich auch der Energiebedarf der Anlage.

“Enzyme sollen nicht nur zur Reduzierung von Betriebskosten beitragen, sondern auch zur Erhöhung der Betriebssicherheit und Sicherung der Prozessstabilität”, so fasst es Monika Heiermann zusammen. “Anhand der ermittelten Daten werden wir Stoff- und Energiebilanzen erstellen, die erstmals eine umfassende wirtschaftliche und verfahrenstechnische Bewertung des Enzym-Einsatzes ermöglichen sollen.” Die im Projekt gewonnenen Erkenntnisse sollen in Form von Empfehlungen an die Praxis weitergegeben werden.

Das auf 3 Jahre angelegte Vorhaben wird durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) mit rund 1,7 Millionen Euro über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR), gefördert. Die Zusammenarbeit der 6 Partner aus Wissenschaft und Industrie im Projekt wird koordiniert vom Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB).

Das Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim (ATB) entwickelt nachhaltige Technologien für eine ressourceneffiziente und CO2-neutrale Nutzung biologischer Systeme zur Erzeugung von Lebensmitteln, Rohstoffen und Energie. Zum Aufgabenbereich gehören die Entwicklung technischer Verfahren für Pflanzenbau, Tierhaltung und Gartenbau, die Qualitätssicherung landwirtschaftlicher Produkte in der Nachernte sowie die stoffliche und energetische Nutzung nachwachsender Rohstoffe und biogener Reststoffe. Eine der zentralen Aufgaben ist die Analyse der wirtschaftlichen und sozialen Auswirkungen des Technikeinsatzes entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Kontakt: Dr. Monika Heiermann – Projekt Koordination
Tel.: 0331 5699-217, E-Mail: mheiermann@atb-potsdam.de

Quelle: (idw) Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V.

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