DE hat sich zu einer jährlichen nationalen Emissionshöchstgrenze von 550 Gg Ammoniak verpflichtet, die aktuell um mindestens 100 Gg NH3 überschritten wird. Etwa 70% der NH3-Emissionen stammen aus der Tierhaltung. Weiterhin besteht in Hochkonzentrationsgebieten ein enger Zusammenhang zwischen dem Überangebot von Gülle aus der Tierhaltung und erhöhten Nitratgehalten im Grundwasser, so dass die Vorgaben der EU-Nitrat-Richtlinie in Deutschland nicht eingehalten werden. Die BVT-Schlussfolgerungen des BVT-Merkblattes Intensivtierhaltung (IRPP BREF) werden voraussichtlich im 2. Quartal 2016 publiziert. DE muss dann die BVT-Schlussfolgerungen innerhalb eines Jahres in nationales Recht umsetzen. Dazu wird die Ableitung von fundierten und ausreichend differenzierten Genehmigungsgrundlagen erforderlich, die für alle Bundesländer einheitlich gelten, um die genannten Umweltqualitätsziele erreichen zu können. Techniken für die Aufbereitung von Gülle und Gärresten sind gemäß des überarbeiteten IRPP BREF zukünftig in Genehmigungsverfahren zu berücksichtigen. Der Stand der Technik in der Gülleaufbereitung ist in den europäischen BVT-Schlussfolgerungen aber nicht ausreichend beschrieben. Das Vorhaben soll die Implementierung der BVT-Schlussfolgerungen zum Wirtschaftsdüngermanagement und zur Gülleaufbereitung insofern unterstützen. Unter Berücksichtigung von Ergebnissen bestehender Studien soll ein nationales (evtl. internationales) Pilotprojekt- Programm konzipiert werden. Die Summe der positiven Erkenntnisse über Techniken der Gülleaufbereitung soll in Anlagen auf Praxisebene implementiert werden (Umsetzung der Stickstoffstrategie des BMUB). Bisher nicht vorhandene Anlagenkonzept sollen in Praxis erprobt und Schlussfolgerungen für die Politikberatung zur Umsetzung der BVT abgeleitet werden. Pilotregionen wären die Hochkonzentrationsgebiete in Deutschland oder andere vergleichbare europäischen Standorte.
Die Zielstellung des Vorhabens besteht in der Erhöhung der Wertschöpfung der bei der Erbsenverarbeitung entstehenden Nebenprodukte (Erbsenschale und Kotyledonen-Rückstand), welche reich an Ballaststoffen und bioaktiven sekundären Pflanzenstoffen sind, aber bisher nur unzureichend vermarktet werden. Dabei sollen zum einen die technofunktionellen Eigenschaften der Außenfasern aus den Erbsenschalen durch kombinierte enzymatisch-mechanische Aufschlussverfahren verbessert werden und deren ernährungsphysiologisches Potential anhand der Gehalte an assoziierten Sekundärmetaboliten charakterisiert werden. Zum anderen verfolgt die Verfahrensentwicklung das Ziel, neben der Innenfaser, Pektin als zusätzlichen funktionellen Wertstoff aus dem Kotyledonen-Rückstand zu gewinnen und anhand seiner funktionellen Eigenschaften als Gelbildner und Emulsions- bzw. Schaumstabilisator zu bewerten. Der analytische Schwerpunkt des Vorhabens liegt auf der Ermittlung der Konzentrationen an Proteinen, Saponinen und Flavonoiden in den jeweiligen Zwischen- und Endprodukten und der Bewertung von Möglichkeiten zur Gewinnung und Nutzung dieser wichtigen ggf. gesundheitspräventiven Substanzen. Im Ergebnis der Forschungsarbeiten werden neue Wege zur nachhaltigen Nutzung heimischer Körnerleguminosen und deren anfallenden Nebenproduktströme für die Herstellung hochfunktioneller Lebensmittelzutaten aufgezeigt und somit ein wichtiger Beitrag für die Humanernährung und eine nachhaltige Be- und Verarbeitung geleistet.
PARFORCE ist eine Technologie zur Herstellung von Phosphorsäure mit Reinheiten bis zu 99,5%, einem hochwertigen Produkt, das als Grundchemikalie nicht nur zur Düngemittelherstellung, sondern universell einsetzbar ist. Die PARFORCE-Technologie wurde für ausgewählte Primär- und Sekundärrohstoffe bereits erfolgreich in den kg-Maßstab skaliert und soll im Rahmen einer Ausgründung aus der TU Bergakademie Freiberg zur Marktreife geführt werden. Für die Überführung in den technischen Maßstab ist es erforderlich, zunächst in den Tonnen-Maßstab zu skalieren (Demonstrator) und dann in Phase II eine Pilotanlage zu errichten. Im Rahmen der Skalierung sind die einsatzstoffspezifischen Qualitäten und die Verwertbarkeit von Haupt- und Nebenprodukten prozesssicher nachzuweisen und die betriebswirtschaftlichen Kennzahlen zu validieren. In Bezug auf Primärrohstoffe ist zudem die Wirtschaftlichkeit von Verfahren und Geschäftsmodell im Vergleich zu bestehenden Produktionsprozessen aufzuzeigen. Auf dieser Basis soll eine umfassende Unternehmenskonzeption erfolgen. Gegenstand des Unternehmens werden Errichtung und Betrieb chemischer Anlagen zur Herstellung von Phosphorsäure aus phosphathaltigen Abfällen und Primärrohstoffen. Als dezentral anfallende Edukte stehen Abfälle aus der Lebensmittelherstellung (TCP) und Aschen tierischer Nebenprodukte im Fokus, die prinzipiell mit demselben Ansatz aufgearbeitet werden können. Verwertbare Primärrohstoffe sind Apatite und Phosphorite, wobei deren Schwermetallgehalte bei PARFORCE im Gegensatz zum Stand der Technik keine Rolle spielen. 1. Verfahrensoptimierung und Prozessdesign für TCP, KMA und Apatit 2. Planung und Bau der Demonstrationsanlage 3. Test der Demonstrationsanlage 4. Businessplanentwicklung.
Zielsetzung und Anlaß des Vorhabens
Angesichts der stark steigenden Nachfrage insbesondere an metallhaltigen Rohstoffen sind neue Technologien der Gewinnung und Verarbeitung gefragt, um den Rohstoffbedarf zu decken. Hierzu gehören neben einer effizienten Gewinnung auch effiziente Recyclingverfahren, um eine umweltfreundliche und nachhaltige Sicherung der Ressourcen zu ermöglichen. Die Biotechnologie bietet hier attraktive Möglichkeiten. Ziel des Projektes war die Entwicklung von innovativen und umweltfreundlichen Verfahren für das Recycling von seltenen Elementen wie Seltene Erden unter der Ausnutzung von mikrobiologischen Stoffwechselprozessen. Bakterielle Laugungsverfahren ('Bioleaching') werden bereits großtechnisch für die Gewinnung von Kupfer, Zink, Cobalt und Nickel angewendet. Eingesetzt werden diese Verfahren jedoch ausschließlich für Primärrohstoffe. Im Projekt sollten diese mikrobiellen Prozesse auf andere Materialien wie elektronische Abfallprodukte für das Recycling von metallischen Wertstoffen erweitert werden.
Fazit
Für die Laugungsversuche wurde im Projekt das Leuchtpulver aus Energiesparlampen ausgewählt. Die Arbeiten umfassten eine detaillierte Analytik des Ausgangsmaterials und die Durchführung von Laugungsversuchen mit verschiedenen Mikroorganismen und Verfahren. Das Ziel des Projektes, die Erbringung eines 'proof of principle' für die biologische Laugung von Seltenen Erden, wurde erreicht. Dabei wurden Laugungsraten von größer als 12% für Seltene Erden in Leuchtpulver und 65% für reines Y2O3 erzielt. Des Weiteren wurden Unterschiede zwischen den einzelnen Seltenen-Erd-Komponenten des Leuchtpulvers nachgewiesen. Die derzeitig erzielten Raten sind für die Umsetzung in ein tatsächliches industrielles Recyclingverfahren noch zu niedrig. Hierfür sind weitere Untersuchungen und Optimierung notwendig. Allerdings wurde die Grundlage für weitere Forschungen im Gebiet 'Biolaugung von kritischen Elementen aus nicht-sulfidischen Rohstoffen' bereitet. Ergebnisse dieses Projektes werden bereits in anderen Projekten verwendet.