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s/biogene-reststoffe/Biogene Reststoffe/gi

Entwicklung und Erprobung biogener Brennstoffe als Ersatz für Braunkohle in der Staubfeuerung

Eine der größten Herausforderungen im Rahmen der Energiewende ist die CO2-neutrale Versorgung von Industrie und Gewerbe mit Prozesswärme und -kälte. Eine besondere strategische Relevanz gewinnt BioBrauS dadurch, dass nicht nur biogene Reststoffe, die einen überschüssigen und in der Regel unvermeidbaren Stoffstrom darstellen, einer weitergehenden energetischen Verwertung zugänglich gemacht werden, sondern auch der Verbrauch der fossilen Primärressource Braunkohle mit hohen CO2-Aussstoß reduziert wird. Ziel ist die Entwicklung eines Brennstoffes aus aufbereiteten organischen Reststoffen, wie Gärprodukten oder Geflügelmist, mit abgestimmter Verbrennungstechnologie auf Basis der Stabfeuerung zu verwerten. Hierfür soll das Verfahren des Impulsbrenners evaluiert und an die Verbrennung diese Stoffsysteme adaptiert werden. Mit der Auswahl und Bewertung von Gärresten und Geflügelmist als Brennstoff für die Staubfeuerung soll der Grundstein für den Ersatz von Braun- und Steinkohle gelegt werden. Im Fokus stehen deshalb die experimentelle Verfahrensevaluation und Optimierung von Verbrennungseigenschaften und Prozessparameter der Staubfeuerung für den Einsatz landwirtschaftlicher Reststoffe, wie Gärrest und Geflügelmist als Ersatz des bisherigen Energieträgers Braunkohle für Bestands- und Neuanlagen. Auch die biogenen Inputsubstrate sollen für den Einsatz in der Staubfeuerung angepasst (Mahlung, Siebung) und optimiert werden. Schwerpunkt ist die Reduktion von Schad- und Störstoffen sowie die Verbesserung der Brennstoffeigenschaften. Die Entwicklungen sollen dann im technischen Maßstab getestet und bewertet werden. Außerdem soll ein Gesamtkonzept zur technischen Umsetzung und Einsatz der Technologien erarbeitet werden, welches die Logistik der Energie- und Stoffströme sowie deren Verwertung für Bestands- und Neuanlagen beinhaltet. Abschließend wird eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und LCA mit Ökobilanzierung für den kommerziellen Maßstab durchgeführt.

Entwicklung einer innovativen Prozesskette zur optimalen Vergärung von Pferdemist zur Produktion von Biomethan als Kraftstoff

Auf dem Gelände der Pferdezucht Gestüt Lewitz in Mecklenburg-Vorpommern soll eine Biomethananlage zur Vergärung von Pferdemist, Geflügelmist und pflanzlichen Reststoffen errichtet werden. Momentan wird ca. 15 - 20 % des auf dem Gestüt Lewitz anfallenden Pferdemists in einer Biogasanlage verwertet. Der Rest wird ohne Behandlung auf die Felder ausgebracht. Das erzeugte Biomethan soll zu LNG verflüssigt werden und im Wesentlichen zur Dekarbonisierung der Unternehmensgruppe dienen. Die Anlage wird eine Produktionsleistung von ca. 1.000 Nm³/h Biomethan aufweisen und ca. 97.500 t/a Substrate verarbeiten. Der Wirtschaftsdüngeranteil liegt bei 80%. Der Anteil Pferdemist an der Gesamtmenge beträgt rund 72%. Die Gemeinde hat schon den Aufstellungsbeschluss für den Bebauungsplan erlassen sowie einen B-Plan-Vorentwurf genehmigt. Die weitere Erstellung des B-Plans ist in Bearbeitung. Antragsteller sind die Schockemöhle Bioenergie GmbH & Co. KG (nachfolgend Schockemöhle BE genannt) und das Institut für Biogas, Kreislaufwirtschaft und Energie (IBKE). Die Schockemöhle BE übernimmt auch die Projektentwicklung und wird die Anlage zukünftig betreiben. Die geplante Biomethananlage wird den anfallenden Pferdemist aus der Pferdezucht der verschiedenen Standorte in der Lewitz vergären. Die wissenschaftliche Begleitung erfolgt durch das IBKE.

Etablierung des Food Security Standard als Instrument zur Überprüfung der Menschenrechte in Agrarlieferketten und als Beitrag zur sozialen Nachhaltigkeit bei der Biomassebereitstellung

Die Einführung von Gesetzen über die unternehmerischen Sorgfaltspflichten in Lieferketten auf deutscher und europäischer Ebene zieht die Notwendigkeit nach sich, praktikable und valide Instrumente zur Überprüfung der Wahrung der Menschenrechte bereitzustellen. Für die Agrarproduktion steht der Food Security Standard (FSS) zur Verfügung: Durch seinen systemischen Ansatz deckt er gleichermaßen das Recht auf Nahrung und die in den Lieferkettengesetzen geplanten menschenrechtlichen Anforderungen ab und kann in bestehende Zertifizierungssysteme integriert werden. Gesamtziel des Projekts ist es, den FSS als Instrument zur Überprüfung der Menschenrechte in Agrarlieferketten zu etablieren. Durch eine kontinuierliche Anpassung an politisch-rechtliche Anforderungen wird eine breite Anwendung ermöglicht. Als übergeordnetes Ziel trägt die Anwendung des FSS zur Ernährungssicherheit und zur sozialverträglichen Gestaltung der biobasierten Wirtschaft bei. Darüber hinaus hat der FSS das Potential einen Beitrag über die Zertifizierung von Agrarrohstoffen hinaus zu leisten, u.a. bei pflanzlichen Reststoffen, im Kontext von Landscape Approaches und zur besseren Integration von Kleinbäuer*innen in internationale Agrarmärkte. Um diese Ziele zu erreichen werden Welthungerhilfe und Meo Carbon Solutions im Rahmen der Kooperation den FSS weiterentwickeln, die korrekte Anwendung sicherstellen und beratend unterstützen.

Biologische Wasserstoffproduktion aus Biomassefeststoffen

Wasserstoff spielt eine entscheidende Rolle in Bezug auf die angestrebte Energiewende. Im Forschungsprojekt SolidScore wird mit Hilfe der innovativen Biowasserstofftechnologie das vorhandene Spektrum der bisher zur biologischen Wasserstofferzeugung genutzten wässrigen Ausgangssubstrate erweitert. Vor diesem Hintergrund wird untersucht, inwieweit sich Reststoffe, wie zum Beispiel Bioabfälle und landwirtschaftliche bzw. pflanzliche Reststoffe, mit einem Trockenrückstand (TR) größer als 10 % eignen. Das grundlegende Prinzip ist die dunkle Fermentation. Herkömmliche Verfahren wie die Hochtemperatur-Elektrolyse oder die Dampfreformierung sind sehr energieintensiv und verwenden zumeist fossile Brennstoffe. Die biologische Wasserstofferzeugung mit Rest- und Abfallstoffen ist klimafreundlich und CO2-neutral. Im Vergleich zu den anderen biologischen Verfahren zur Wasserstofferzeugung ist die dunkle Fermentation technologisch am weitesten fortgeschritten. Es ist ein anaerobes Verfahren, bei dem organische Substrate unter Abwesenheit von Licht zu Wasserstoff (H2) und Kohlenstoffdioxid (CO2) sowie flüchtigen organischen Säuren (FOS) abgebaut werden. Versuche zeigten, dass vor allem Abwasser aus der Nahrungsmittelindustrie für die Biowasserstofferzeugung geeignet sind. Gleichzeitig konnten aber auch Limitierungen der einsetzbaren Substrate aufgezeigt werden. Das Projekt SolidScore hat das Ziel, das Reststoffspektrum der verwendbaren Substrate und somit die Einsetzbarkeit des Verfahrens deutlich zu erweitern. Darüber hinaus führt die Implementierung der dunklen Fermentation in Bioenergieanlagen zu einer Steigerung der Gesamteffizienz. Am Beispiel der Vergärung von Kohlenhydraten kann durch das im Antrag beschriebene 2-stufige Verfahren eine Gesamteffizienzsteigerung erzielt werden. Zusätzlich werden im Rahmen des Projektes Konzepte zur weiteren Verwendung des so erzeugten Wasserstoffs erstellt. Dies beinhaltet zum Beispiel auch die innerbetriebliche Nutzung des Wasserstoffs.

Untersuchungen der energetischen Nutzungsoptionen von Hanffaserreststoffen zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept eines Verarbeitungsstandorts, Teilvorhaben: Vorbehandlung von Reststoffen der Hanffaserproduktion und Prozesskettenentwicklung für die energetische Verwertung

Die Hanfindustrie hat sich in den vergangenen Jahren aufgrund neuer politischer Rahmenbedingungen und innovativer Produktfelder zu einem stark wachsenden Wirtschaftsbereich entwickelt. Hanfprodukte werden in der Lebensmittel-, Pharma-, Automobil-, Bau-, Textil und Papierindustrie eingesetzt. Das stärkste Wachstum der Hanfindustrie findet in der Produktion von Lebensmittel- und Lebensmittelzusätzen aus Hanfsamen, Hanf- und CBD-Ölen statt. Als Nebenprodukte fallen in diesen Wirtschaftsbereichen Extraktionsreste an, für die es derzeit nur bedingt Verwertungsmöglichkeiten gibt. In der industriellen Hanffaserproduktion werden aus getrocknetem Hanfstroh hochwertige Naturfasern gewonnen, die z.B. im Fahrzeugleichtbau zur Herstellung von Fahrzeugarmaturen und Verkleidungen eingesetzt werden. Hanffasern sind darüber hinaus ein etabliertes ökologisches Dämmstoffmaterial. Hanfdämmstoffe zeichnen sich durch eine bessere CO2 Bilanz gegenüber konventionellen Dämmstoffmaterialien wie Mineralwolle oder Styropor aus und bieten die Möglichkeit CO2 über mehrere Jahrzehnte im Dämmstoff zu fixieren. Im Dämmstoffherstellungsverfahren fallen neben dem Hauptprodukt Hanffasern im etwa gleichen Umfang zellulosehaltige Reststoffe an, die derzeit nur zu einem geringen Teil wirtschaftlich genutzt werden. Im Hinblick auf eine zunehmende regenerative Energieversorgung sowie knapper werdender Ressourcen bzw. der kritischen Diskussion um den Einsatz nachwachsender Rohstoffe zur Energiegewinnung kommt der Erschließung biogener Rest- und Abfallstoffe für die Erzeugung effizienter, speicherbarer, flexibler und dezentraler Bioenergieträger zunehmende Bedeutung zu. Im Vorhaben HanfNRG sollen energetischen Nutzungsoptionen von Reststoffen der Hanfverarbeitung untersucht werden zur exemplarischen Einbindung in das Energiekonzept einer Hanffaserfabrik.

Enzymatische Route zur Valorisierung von Pflanzenschrot für die Polyphosphat-Herstellung

Ziel des Forschungsvorhabens P2Value ist die Entwicklung eines neuartigen, integrierten und nachhaltigen Technologiekonzepts für die enzymatische Phosphat-Rückgewinnung und die gekoppelte biotechnologische Herstellung von grünen Phosphaten aus Pflanzenschroten sowie biogenen Reststoffen. Im Erfolgsfalle stehen nachhaltige, biotechnologische Verfahren für die Phosphat-Herstellung aus nachwachsenden Rohstoffen zur Verfügung, die in der Lebensmittelherstellung (z.B. als Streichsalze, antibakteriostatische Stoffe, Emulgatoren, Textur) eingesetzt werden. Hervorzuheben ist, dass durch die im Forschungsvorhaben P2Value entwickelte Technologie das enzymatische aus biogenen Reststoffen gewonnene Phosphat frei von Kontamination ist und Umweltressourcen schonend (keine Säuren, keine hohen Temperaturen, keine langen Transportwege) hergestellt wird. Zusätzlich führt das Verfahren zu valorisiertem, Phytin abgereichertem Schrot, das deswegen in höheren Massenanteilen in Tierfutter eingesetzt werden kann (bisher auf 10% limitiert). Das P2Value Verfahren fördert die Unabhängigkeit vom Import und leistet somit einen Beitrag zur P-Kreislaufwirtschaft. Unter anderem wird die Reduktion des Phosphateintrags erreicht und die Umweltbelastung somit reduziert durch Vermeidung der Anreicherung des unverdauten Phytins oder Kontaminationen aus dem Mineraldünger im Boden und in Gewässern. Alleinstellungsmerkmal ist, dass die aus nachwachsenden Rohstoffen biotechnologisch hergestellten Phosphate für die Lebensmittelherstellung in ihren Eigenschaften denen der chemisch hergestellten überlegen sind und neue Möglichkeiten für die Valorisierung der Produkte bieten. Perspektivisch ermöglicht die im Forschungsvorhaben entwickelte Phytase/Hefe Toolbox eine größer als 80 % Gewinnung von Phosphat aus Phytin aus nachwachsenden Rohstoffen und ermöglicht im Pilotmaßstab die Herstellung von grünen Polyphosphaten.

Synergien durch Integration von Biomassenutzung und Power-to-X in der Produktion erneuerbarer Kraftstoffe, Teilvorhaben 4: TFZ: Kraftstoffprüfung

Extrakte aus invasiven Neophyten als Quelle neuartiger Wirkstoffe für die Behandlung armutsassoziierter und vernachlässigter Tropenerkrankungen

Ziel dieses Projektes ist es, durch die Nutzbarmachung der Biomasse des Neophyten Spätblühende Traubenkirsche (Prunus serotina, STK) einen positiven Deckungsbeitrag bei der forstlich und naturschutzfachlich zwingend notwendigen flächigen Beseitigung der STK zu erzeugen. Durch die Fraktionierung des in der Forstwirtschaft anfallenden biogenen Reststoffes und die anschließende Gewinnung von Extrakten daraus, soll eine alternative und ebenso innovative Aufbereitungsmöglichkeit entwickelt werden, um die STK hier in Deutschland erstmals einer Nutzung zuzuführen. So beinhaltet der Kern des Projektes die Erschließung des antiparasitären Potentials von Extrakten aus STK sowie die systematische Evaluierung derer spezifisch wirksamen Pflanzeninhaltsstoffe. Dazu werden die Effekte der hergestellten Extrakte an Erregern armutsassoziierter und vernachlässigter Tropenerkrankungen (neglected tropical diseases, NTDs) getestet. Darüber hinaus scheint die Möglichkeit gegeben, ein Verarbeitungsverfahren zu etablieren, welches bereits kommerziell vertriebene biochemische Produkte auf eine innovative und zugleich ökonomischere Art aus weiteren Inhaltsstoffen dieser Pflanze zur Verfügung stellt.

Entwicklung eines Gesamtdemonstrators zur Vergaserkopplung für Kalamitätsholz mit einer SOFC zur Reduzierung von NOx und Steigerung des elektrischen Wirkungsgrades, Teilvorhaben: Vergaseroptimierung

Bioökonomie International 2021: GelSus, Bioökonomie International 2020: GelSus - Entwicklung von nachhaltigen, antimikrobiellen Cellulose-Aerogelen aus landwirtschaftlichen Bioabfällen als Alternative zu Kunststoff'

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