Trockene lignocellosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Aufgabe des Teilvorhabens 3 ist die experimentelle Entwicklung der Vergasung von Bagasse und Bagassestroh so, dass eine Asche als PK-Dünger oder als Grundstoff der PK-Düngerherstellung resultiert. Da das Potential der Stickstoffrückgewinnung besteht, ist dies ein zusätzliches Ziel. WP 1.1.1: Vergleich der Veraschung unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen. WP 1.1.2: Experimentelle Änderung von Prozessbedingungen der Vergasung, WP 1.1.3: Herstellung von Ammoniumsulfat, WP 1.1.4: Maximierung der Energieeffizienz, WP 1.1.5: Voraussage energetischer Effekte. WP 3.2.2: Spurenelemente der Aschen aus den WP 1 und 2.
Problemstellung: Die Ethanolproduktion in Deutschland bzw. Bayern basiert derzeit auf stärke- oder zuckerreichen Rohstoffen wie Getreide, Kartoffeln oder Zuckerrüben. Um die Zahl der Nutzpflanzen zu erhöhen und die knappe Ressource Ackerfläche effizienter und nachhaltiger zu nutzen, sollen neue Kulturpflanzen für diese Verwendungsrichtung untersucht werden. Zuckerhirsen sind ein Typ der ertragreichen Art Sorghum bicolor, der hohe Zuckergehalte im Stängel und dem Blattapparat einlagert. Bisher ist die Produktionstechnik von Sorghum allerdings nicht auf die Maximierung des Zuckerertrages ausgerichtet. Ebenso sind die Ernte, Lagerung und möglichst dezentrale Verarbeitung zu Ethanol unter Verwendung der Reststoffe völlig neu zu entwickeln. Zielsetzung: Ziel des Vorhabens ist es, Zuckerhirsen als nachhaltigen Rohstoff für die Erzeugung von Bioethanol zu prüfen. In Anbauversuchen sollen neben geeigneten Sorten auch Produktionstechnik sowie deren Einfluss auf den Gehalt an Zucker ermittelt werden. Ziele der Logistik- und Verarbeitungsuntersuchungen sind die verlustarme Bereitstellung der Zuckerhirse sowie effiziente Rohstoffaufschluss- und Konversionsverfahren zu Ethanol. Dabei soll auch die Nutzung von Beiprodukten (v.a. Bagasse) berücksichtigt werden. Verschiedene Bagassequalitäten sollen auf ihre Brennstoffeigenschaften analysiert und in Verbrennungsversuchen am Feuerungsprüfstand eingesetzt werden, um feuerungstechnische Kenngrößen, Emissionen sowie die Neigung zur Schlackebildung zu ermitteln. Arbeitsschwerpunkte: Gewächshausversuche zum Einfluss von Anbaubedingungen auf den Gehalt an Zucker - Freiland-Parzellenversuche zur Optimierung des Zuckerhirseanbaus - Ernte-, Transport-, Umschlag- und Lagerungsverfahren - Zuckersaftgewinnung und Aufbereitung des Zuckersaftes - Biokonversion der ganzen Pflanze (LCB-Ethanol) - Charakterisierung von Bagasse als Brennstoff - Untersuchung der grundsätzlichen Eignung von Bagasse als Brennstoff für moderne Biomassekesselanlagen am Feuerungsprüfstand - Verfahrensbewertung 'Ethanol aus Zuckerhirse'.