Modellierung der Abbaukinetik von lignocellulosereichen Einsatzstoffen für die Flexibilisierung des Biogasprozesses in der Praxis

Biogas stellt einen beträchtlichen Anteil an der regenerativ erzeugten elektrischen sowie thermischen Nutzenergie in Deutschland dar. Darüber hinaus ist es in Gasspeichern speicherbar oder kann nach Aufbereitung in das bestehende Erdgasnetz eingespeist werden. Aufgrund der Speicherfähigkeit eignet sich Biogas auch um das fluktuierende Angebot anderer regenerativer Energieträger auszugleichen. Neben der Speicherfähigkeit besteht auch die Möglichkeit, den Prozess der Biogasbildung selbst durch gezielte Substratdosierung flexibel zu gestalten. Die Produktion von Biogas erfolgt aber aktuell zu einem großen Teil aus nachwachsenden Rohstoffen. Das beträchtliche vorhandene Potential an landwirtschaftlichen Reststoffen wird hingegen aktuell noch kaum genutzt.

Im Gegensatz zu nachwachsenden Rohstoffen zeichnen sich landwirtschaftliche Reststoffe i.d.R. durch einen deutlich höheren Gehalt an Lignocellulose aus. Lignocellulose stellt einen komplexen Bestandteil der Biomasse dar, der im Biogasprozess aufgrund seiner Struktur und Zusammensetzung nur stark verlangsamt bzw. nur teilweise umgesetzt werden kann. Dadurch reagiert der Biogasprozess vergleichsweise verlangsamt auf Substratzugaben und die Biogasausbeute ist verringert. Um die Biogasproduktion trotzdem flexibel gestalten und um die Biogasproduktion planen zu können, ist es erforderlich Vorhersagen zu treffen. Diese sollen anhand eines Modells ermöglicht werden, dass in der Lage ist, die Abbaukinetik von landwirtschaftlichen Reststoffen zu beschreiben.

Um dieses Modell zu definieren, soll an bestehende Vorarbeiten angeknüpft werden, in denen bereits ein Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung von nachwachsenden Rohstoffen und deren Abbaukinetik sowie deren spezifischen Methanpotential nachgewiesen werden konnte. In diesem Zusammenhang wird auch die Wirksamkeit verschiedener Aufbereitungsverfahren auf die Abbaukinetik und das Methanpotential von landwirtschaftlichen Reststoffen untersucht. Darüber hinaus ist geplant, auf der Grundlage des Modells eine Anwendung zu entwickeln, um die Ergebnisse für die Praxis nutzbar zu machen. Diese soll es Betreibern von Biogasanlagen ermöglichen, den Einsatz von landwirtschaftlichen Reststoffen für die Biogasproduktion zu planen.