Die hochwertige Nutzung (stoffliche und energetische) von Bioabfällen ist ein wichtiger Baustein, um einen hohen Anteil erneuerbarer Energien an der Energieversorgung in Deutschland gewährleisten zu können und um die angestrebten energiepolitischen Ziele der Bundes- und Landesregierung zu erreichen.
Der Arbeitsbereich beschäftigt sich mit Verfahren zur Biologischen Behandlung und Aufbereitung von organischen Abfällen sowie Ansätzen zur flexiblen Energiegewinnung und -nutzung aus nachwachsenden Rohstoffen.
Kernkompetenzen des Arbeitsbereichs:
- Die technische Bewertung von Verfahrensprozessen großtechnischer Vergärungsanlagen
- Identifikation von optimalen Nutzungspfaden bei der Verwertung von entstandenen Produkten aus dem Vergärungs- und Kompostierungsprozesses (Biogas, Gärreste, Komposte)
- Untersuchungen von physikalischen und chemischen Stoffeigenschaften von organischen Rest- und Abfallstoffen allgemein und im Speziellen Gärresten und Komposten
- Bilanzierung von Stör- und Schadstoffen in technischen Systemen
- Verwertung und Bilanzierung von organischen Rest- und Abfallströmen für die Bereitstellung von Rohstoffen für
die Bioökonomie
Die methodischen Ansätze für die technisch-ökonomische Bewertung beruhen dabei auf Messungen an der Anlage, experimentellen Versuchsreihen und modellbasierten Berechnungen
SepaFlex - Co-Vergärung von separiertem Bioabfallpresswasser auf Kläranlagen zur flexiblen Energiegewinnung
Weitere Infos auf Anfrage:
Claudia Maurer, Universität Stuttgart
Verbundvorhaben: Mikrokunststoffe in Komposten und Gärprodukten aus Bioabfallverwertungsanlagen und deren Eintrag in Böden
– Erfassen, Bewerten, Vermeiden –
Mikroplastikpartikel, definiert als Kunststoffpartikel (MKS) < 5 mm, werden zunehmend als Belastung der Umwelt gesehen. Das Verbundvorhaben betrachtet das vergleichsweise wenig erforschte Umweltsystem Boden (Eintragswege und deren mögliche Beeinflussung). Bislang noch kaum erfasst ist die mögliche Belastung der Böden durch MKS in Komposten bzw. Gärprodukten aus der Verwertung von Biogut.
Teilprojekt 6:
Durch Kompostierungs- und Vergärungsversuche werden die Prozessbedingungen während der großtechnischen biologischen Behandlung von Biogut im Labormaßstab unter kontrollierten Bedingungen simuliert. Dabei soll untersucht werden, welchen Einfluss die Prozessführung auf die Fragmentierung von Kunststoffen und damit auf die Bildung von Mikrokunststoffpartikel hat.
Mittelgeber:
BWPLUS – Baden-Württemberg Programm Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Dr. sc. agr. Claudia Maurer
Dipl. Geol. Detlef Clauß
M. Sc. Hildemar Mendez-Guillen
Projektpartner:
Universität Stuttgart
Institut für Kunststofftechnik
Institut für Biomaterialien und biomolekulare Systeme
Universität Hohenheim
Institut für Bodenkunde und Standortslehre
Universität Beyreuth
Lehrstuhl für Tierökologie I
Lehrstuhl für Bioprozesstechnik
Fraunhofer ICT (Koordinator)
Projektlaufzeit:
2018 – 2021
Abgeschlossene Forschungsprojekte
Ziel des Projektes ist die Erarbeitung einer fundierten Datenbasis mit Kennzahlen zu etablierten Konzepten von Bioabfall-Vergärungsanlagen. Diese soll Projektentwicklungen und Planungsentscheidungen beim Ausbau der Vergärungskapazitäten unterstützen und Optimierungspotenziale aufzeigen.
Bereits seit einigen Jahren nimmt die Verwertung biogener Abfälle in Vergärungsanlagen zu. Diese Entwicklung macht eine Untersuchung der bestmöglichen Nutzung des vorhandenen Materials und die Ermittlung des Optimierungspotenzials sowohl für bestehende Anlagen als auch für die Planung von Neuanlagen notwendig. Bislang fehlen belastbare Daten über einen längeren Zeitraum bezüglich der Eignung der Konzepte für die jeweiligen Substrate sowie der tatsächlichen Leistung der Anlagen.
Im Projekt „Optimierungspotenziale bei Bioabfall-Vergärungsanlagen in Baden-Württemberg” wird daher eine umfassende, objektive, belastbare Datengrundlage über die Durchführung eines extensiven Mess- und Probenahme- und Datenerfassungsprogramms erstellt. Eine umfangreiche Datenbank mit Informationen für verschiedene Konzepte zum Prozessbetrieb, Energie- und Stoffstrombilanzen sowie Analysen zu Substraten und Produktqualitäten soll Stakeholder bei Projektentwicklungen und Planungsentscheidungen für den Neu- und Ausbau von Vergärungskapazitäten unterstützen. Außerdem sollen Optimierungspotenziale, wie höhere Energieausbeute, gezielter Substrateinsatz, erhöhte Energie- und Ressourceneffizienz, aufgezeigt werden.
Diese Forschungsarbeit wird durch das Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg (Az.:33-7533-10/5/99/1) als Teil des BBW ForWerts Graduierten-programms unterstützt.
Mittelgeber:
Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg
Projektleiter:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Projektbearbeitung:
Dr. sc. agr. Claudia Maurer
Dr.-Ing. Anna Fritzsche
Projektlaufzeit:
09/2014 - 08/2018
Langfristiges und übergeordnetes Ziel des Projektes ist es, die Donauregion zu einer „Zero-Waste-Modellregion“
mit nachhaltigem Energie- und Abwassermanagement der geschlossenen Nährstoffkreisläufe zu entwickeln. Diese
nachhaltige Wirtschaftsweise zeichnet sich durch eine höchstmögliche Ressourceneffizienz und Umweltschonung
wirtschaftlicher Prozesse aus. Im Fokus des dezentralen Ansatzes steht die in Wirtschaftsprozesse integrierte Energie- und Wertstoffrückgewinnung sowie die Nutzung kommunaler und agrarischer Rest- und Abfallstoffe (einschließlich Klärschlamm). Mit diesem überregionalen Ansatz und unter Verwendung technologisch innovativer Verfahren soll eine beispielhafte Modellregion geschaffen werden, in der im ländliche Raum neue Arbeitsplätze geschaffen werden und gleichermaßen der Freizeit-, Business- und Wissenschaftstourismus gestärkt wird.
Das Projekt ist in zwei Phasen aufgeteilt und hat zwei untergeordnete Ziele:
- Bildung eines Netzwerkes aus verschiedenen Partnern (Wissenschaft, Politik, Wirtschaft) des Donauraums und Deutschland, die auf dem Gebiet der nachhaltigen Bioenergieproduktion sowie tangierenden Bereichen tätig sind
- Aufbauend auf dem Netzwerk, die Bildung eines Konsortiums zur Förderantragstellung in Bezug auf EU-Ausschreibungen
Mittelgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Claudia Maurer, M.Sc.
Dipl.-Ing. Jovana Husemann, M. Sc., M. Eng.
Projektpartner:
Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
Universitat für Bodenkultur Wien, Universität Belgrad
Projektlaufzeit:
05/2017 - 02/2018
In weiten Landesteilen Chinas werden durch die Leichtindustrie (u.a. Zucker-, Obstverarbeitung, Papier-, Pharmaindustrie, Stärke- und Nahrungsmittelverarbeitung) das Grundwasser und die Oberflächengewässer belastet. Die Gewinnung von erneuerbarer Energie aus Abwasser und Bioabfällen der Leichtindustrie stellt einen wichtigen Schritt der Kreislaufwirtschaft dar. Allerdings sind in den lokalen Unternehmen wenige Erfahrungen und Kenntnisse zur Nutzung dieser Technologie vorhanden. Deutschland ist eines der führenden Länder in der Nutzung von Erneuerbarer Energie aus nachwachsenden Rohstoffen.
Das Ziel des Definitionsprojektes ist,
- Netzwerk zwischen Industrie, Forschungsinstituten und Regierungsinstitutionen in Deutschland und China zu knüpfen, um den Wissenstransfer zu verbessern.
- Das Potenzial und die Chancen der Biogastechnologie speziell im Bereich der Leichtindustrie in China zu identifizieren.
- Marktanalysen, Anwender-Interviews und einer Untersuchung der lokalen politischen Rahmenbedingungen zu schaffen.
- neue Marktpotenziale für deutsche Unternehmen zu erschließen.
- gemeinsam die Projektidee der Vergärung von Bioabfällen aus der Leichtindustrie in China zu definieren, Projektskizze für die anstehenden CLIENT II Projektausschreibungen zu entwickeln.
Mittelgeber:
Bundesministerium für Bildung und Forschung
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Martin Kranert
Claudia Maurer, M.Sc.
Dipl.-Ing. Jingjing Huang
Projektpartner:
University Guangxi, Guangxi Bossco Environmental Protection Technology Co.,Ltd
Projektlaufzeit:
05/2017 - 11/2017
Kontakt
Claudia Maurer
Dr. sc. agr.Arbeitsbereichsleiterin "Biologische Verfahren in der Kreislaufwirtschaft" (BVK)