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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.

Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von hochwertigem Bioethanol in pharmazeutischer Qualität, TP2: Membranverfahren zur Aufreinigung von Bioethanol

Biotechnologische Umwandlung von Methanol (C1) in Tocochromanole, Teilvorhaben C

Biotechnologische Umwandlung von Methanol (C1) in Tocochromanole, Teilvorhaben A

Minderungspotenziale zu Treibhausgas- und Luftschadstoff-Emissionen aus der Nutztierhaltung unter besonderer Berücksichtigung ernährungsbezogener Faktoren (MiNutE)

Zielsetzung: Das übergeordnete Ziel des Projektes umfasst die Analyse von Minderungspotenzialen, die für Treibhausgas- und Luftschadstoff- Emissionen aus der Nutztierhaltung realisiert werden können. Wegen ihrer substanziellen Veränderungen in den letzten zwei Jahrzehnten sollen ernährungsbezogene Faktoren besonders berücksichtigt werden. Neben einer Optimierung von Fütterungsaspekten sind vor allem auch damit verbundene Veränderungen in der Nährstoffeffizienz und den Ausscheidungen an Stickstoff und potenziell flüchtigen Kohlenstoffverbindungen relevant. Die Ergebnisse des gegenständlichen Vorhabens sollten dahingehend entwickelt werden, dass sie für die folgende Implementierung in die Österreichische Luftschadstoffinventur (OLI; für Luftschadstoffe und Treibhausgase) genutzt werden können. Durch die Zusammenführung relevanter Datengrundlagen und anschließender Modellierung der Minderungspotenziale nach Emissions-Stoffgruppen und Maßnahmen(paketen) entsteht eine konsolidierte Datenbasis unter Berücksichtigung diverser internationaler und nationaler Richtlinien zur Ermittlung von Emissionen, die nationale statistische Daten, den Stand des Wissens in der (inter-) nationalen Fachliteratur, repräsentative Daten von Erzeugerverbänden (z.B. ZAR, Efficient cow), Daten von Futtermittelanalysen und Rationsberechnungen von Praxisbetrieben durch einen Konsortialpartner aus der Futtermittelwirtschaft (Fa. Fixkraft) inkludiert. In Folge kann diese Datenbasis im Bedarfsfall durch Expert/inn/en-Interviews mit u.a. Fütterungsberater/inne/n der Landwirtschaftskammern, Arbeitskreis-Betreuer/inne/n und zusätzliche Datenerhebungen auf landwirtschaftlichen Betrieben um spezifische Aspekte erweitert werden. Erwartete Ergebnisse umfassen aktualisierte und repräsentative Werte zu aufgenommenen Stickstoff (N)- und Futterenergiemengen, ausgeschiedenen N-Mengen (nitrogen excreted, Nex) und ausgeschiedenen Mengen an potenziell flüchtigen Kohlenstoffverbindungen (volatile solids excreted, VSex). Ebenso werden zu ausgesuchten Parametern und relevanten Tierkategorien Entwicklungen über die Zeitreihe (inklusive Trendprognosen) durch einen Vergleich mit vorangegangen Ergebnissen (siehe z.B. Gruber und Steinwidder 1996) abgeleitet. Minderungspotenziale für NH3-, NOX-, N2O- und CH4-Emissionen aus Wirtschaftsdüngern und enterogener Fermentation werden abgeschätzt. (Text gekürzt)

004.00.00/25 Errichtung und Betrieb einer Biogasanlage in Verbindung mit weiteren Anlagen in 14797 Kloster Lehnin

Die Firma VAREM Energie Damsdorf GmbH beantragt die Genehmigung nach § 4 des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG), auf dem Grundstück 14797 Kloster Lehnin, Gewerbepark Damsdorf 42 in der Gemarkung Lehnin, Flur 2, Flurstück 198 eine Biogasanlage in Verbindung mit weiteren Anlagen zu errichten und zu betreiben. Das Vorhaben umfasst im Wesentlichen die Errichtung und den Betrieb einer Biogasanlage in Verbindung mit einer Biomethanaufbereitungsanlage, einem Biomethanspeicher, einer Anlage zur Hydrothermalen Karbonisierung (HTC-Anlage) und einer Hackschnitzelheizung. Die Hauptanlage des beantragten Vorhabens stellt die Biogasanlage dar. Beantragt ist die Vergärung von nicht gefährlichen organischen Abfällen, unter anderem aus Abwasseranlagen und der Lebensmittelindustrie. Es handelt sich um eine mesophile Nassvergärung im Durchfluss-Speicher-Verfahren zur Fermentierung von maximal 482 Tonnen pro Tag organischer Stoffe mit dem Ziel der Biogasgewinnung. Das erzeugte Biogas wird in der Biomethanaufbereitungsanlage mit einer Durchsatzleistung von 11 000 000 Normkubikmetern pro Jahr auf Erdgasqualität aufbereitet und in das öffentliche Gasnetz eingespeichert. Das bei der Aufbereitung dem Biogas abgeschiedene CO2 soll für den Einsatz als Kohlensäure in der Lebensmittelindustrie weiter aufbereitet werden. Die bei der anaeroben Vergärung anfallenden Gärprodukte sollen in einer HTC-Anlage zu Pflanzenkohle (Hydrokohle), die dann als Brennstoff vermarktet wird, weiterverarbeitet werden. Die Durchsatzleistung der HTC-Anlage soll 6,6 Tonnen pro Stunde betragen. Zur Beheizung der Anlage ist die Errichtung einer automatischen Hackschnitzelfeuerung mit einer Heizleistung von 2.0 MW geplant. Zum Ausgleich von Produktionsspitzen, Verbrauchsschwankungen und temperaturbedingten Volumenänderungen wird ein Biogasspeicher mit einem Fassungsvermögen von 7 116 Tonnen errichtet. Zur Anlage gehören weiterhin eine Abwasserbehandlungsanlage (biologische Kläranlage) mit einer 2. Reinigungsstufe zum Abbau des Ammoniumgehaltes (Anammoxanlage) und periphere Anlagen, wie Notfackel und PV-Anlagen. Der Standort der Anlage befindet sich im südlichen Bereich des Gewerbeparks Damsdorf innerhalb des Bebauungsplans „Gewerbegebiet Damsdorf“ der Gemeinde Kloster Lehnin. Es handelt sich dabei um eine Anlage der Nummer 8.6.2.1 GE (Biogasanlage) in Verbindung mit den Nummern 8.1.1.3 GE (HTC-Anlage), 1.16 V (Biomethanaufbereitungsanlage), 9.1.1.2 V (Biomethanspeicheranlage) und 1.2.1 V (Hackschnitzelheizung) des Anhangs 1 der Verordnung über genehmigungsbedürftige Anlagen (4. BImSchV) sowie um ein Vorhaben nach den Nummern 8.4.1.1 A, 8.1.1.2 X, 1.11.1.1 A, 9.1.1.3 S und 1.2.1 S der Anlage 1 des Gesetzes über die Umweltverträglichkeitsprüfung (UVPG). Das Vorhaben fällt gemäß § 3 der 4. BImSchV unter die Industrieemissions-Richtlinie. Beantragt ist weiterhin die Zulassung vorzeitigen Beginns gemäß § 8a BImSchG für - die Baustellenvorbereitung (Baustelleneinrichtung, Aufstellung Containeranlage, Herstellung des Trinkwasseranschlusses), - Erdarbeiten (Aushub Baugrube Keller Haupthalle und Betrieb der Wasserhaltung) sowie - Tiefbaumaßnahmen (Errichtung der Bodenplatte für Haupthalle, Errichtung Bürogebäude). Für das Vorhaben wurden darüber hinaus wasserrechtliche Erlaubnisse gemäß § 8 in Verbindung mit § 10 des Wasserhaushaltsgesetzes (WHG) zur Benutzung eines Gewässers bei der oberen Wasserbehörde des Landes Brandenburg und der unteren Wasserbehörde des Landkreises Potsdam-Mittelmark beantragt. 2 Gegenstand dieser Verfahren sind: - die bauzeitliche Grundwasserabsenkung und die Einleitung des dabei zu Tage geförderten Grundwassers (Obere Wasserbehörde) sowie - die Einleitung von Niederschlagswasser, teilweise gesammelt in ein Gewässer (untere Wasserbehörde). Die wasserrechtlichen Erlaubnisverfahren sind selbstständige, parallel zum immissionsschutzrechtlichen Genehmigungsverfahren zu führende Verfahren. Über den Antrag auf Genehmigung nach § 4 BImSchG und den Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis für die bauzeitliche Grundwasserabsenkung und die Einleitung des dabei zu Tage geförderten Grundwassers entscheidet das Landesamt für Umwelt und über den Antrag auf wasserrechtliche Erlaubnis für die Einleitung von Niederschlagswasser entscheidet der Landkreis Potsdam-Mittelmark. Für das Vorhaben besteht die Pflicht zur Durchführung einer Umweltverträglichkeitsprüfung. Die Inbetriebnahme der Anlage ist im September 2026 vorgesehen.

Änderungsgenehmigung einer Biogasanlage gemäß § 16 BImSchG (Stäudtner Energie GbR)

Änderungsgenehmigung einer Anlage zur Erzeugung von Biogas, soweit nicht von Nummer 8.6 erfasst, mit einer Produktionskapazität von 1,2 Million Normkubikmetern je Jahr Rohgas oder mehr; Anlagen zur Erzeugung von Strom, Dampf, Warmwasser, Prozesswärme oder erhitztem Abgas in einer Verbrennungseinrichtung (wie Kraftwerk, Heizkraftwerk, Heizwerk, Gasturbinenanlage, Verbrennungsmotoranlage, sonstige Feuerungsanlage), einschließlich zugehöriger Dampfkessel, ausgenommen Verbrennungsmotoranlagen für Bohranlagen und Notstromaggregate, durch den Einsatz von gasförmigen Brennstoffen (insbesondere Koksofengas, Grubengas, Stahlgas, Raffineriegas, Synthesegas, Erdölgas aus der Tertiärförderung von Erdöl, Klärgas, Biogas), ausgenommen naturbelassenem Erdgas, Flüssiggas, Gasen der öffentlichen Gasversorgung oder Wasserstoff, mit einer Feuerungswärmeleistung von 1 Megawatt bis weniger als 10 Megawatt, bei Verbrennungsmotoranlagen oder Gasturbinenanlagen; Anlagen zur biologischen Behandlung, soweit nicht durch Nummer 8.5 oder 8.7 erfasst, von Gülle, soweit die Behandlung ausschließlich zur Verwertung durch anaerobe Vergärung (Biogaserzeugung) erfolgt, mit einer Durchsatzkapazität von weniger als 100 Tonnen je Tag, soweit die Produktionskapazität von Rohgas 1,2 Mio. Normkubikmetern je Jahr oder mehr beträgt und Anlagen zur Lagerung von Gülle oder Gärresten mit einer Lagerkapazität von 6 500 Kubikmetern oder mehr

Produktentwicklung innovativer, nachhaltiger Conveniencprodukte aus lokal und erzeugten ökologischen Rohstoffen inkl. Potentialanlyse zu Vermarktung, Fokus auf Reduktion Lebensmittelverschwendung

Anlage zur Verwertung regionaler organischer Reststoffe (Co-Fermentation)

Die seit 10 Jahren erfolgreich betriebene Biogasanlage von Herrn Weitz soll konzeptiert und erweitert werden. Neben der Gewinnung von Biogas aus Schweineguelle ist eine Verwertung organischer regionaler Abfaelle geplant. Das Ziel ist die Untersuchung eines optimierten Verfahrensablaufes und die Zusammensetzung der Zuschlagstoffe, um einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermoeglichen.

Biologische Wasserstoffproduktion aus Biomassefeststoffen, Teilvorhaben: Anwendung und Optimierung der biologischen Wasserstofferzeugung auf eine erweitertes Reststoffspektrum

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.

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