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Von der Biogasanlage zur Bioraffinerie – Perspektiven für zukünftige Biogasanlagenkonzepte

  • Christiane Dieckmann
  • Anne Lamp
  • Lisa-Marie Schmidt
  • Lennart Andersen
  • Sven Baetge
  • Martin Kaltschmitt
Article
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Zusammenfassung

Vor dem Hintergrund einer weiter wachsenden Weltbevölkerung, der fortschreitenden Ausbeutung fossiler Ressourcen, dem zunehmenden Klimawandel und den damit einhergehenden Umweltauswirkungen ist es das politisch intendierte Ziel, unsere bisher primär erdölbasierte Wirtschaft sukzessive in eine biobasierte Wirtschaft zu überführen. Bioraffineriekonzepte, in denen unterschiedlichste Biomassen mit einem minimalen Energieeinsatz vollständig zu verschiedenen Produkten umgewandelt werden – ohne dabei Abfälle zu generieren, bieten dazu entsprechende Lösungsansätze. Bei der Entwicklung derartiger Konzepte sollten jedoch auch die bereits bestehenden Strukturen und existierenden Anlagen zur Umwandlung von Biomassen berücksichtigt und miteinbezogen werden. Bestehende Biogasanlagen zeichnen sich beispielsweise dadurch aus, dass nahezu alle dort eingesetzten organischen Stoffströme zu Biogas umgewandelt werden können und neben Methan auch Strom und Wärme bereitgestellt werden kann. Deshalb könnten diese Anlagen ein Kernelement zukünftiger Bioraffineriekonzepte darstellen. Im Rahmen dieser Konzepte könnte die Biomasse zunächst zur Produktion von Wertstoffen genutzt und die danach verbleibenden Rückstände dem Biogasprozess zugeführt und zu Biogas umgewandelt werden. Die Biogastechnologie dient damit als Senke, in der die anfallenden organischen Abfälle genutzt werden. Ausgehend von den bereits bestehenden Biogasanlagen existiert eine Vielzahl an Möglichkeiten zu deren Überführung in eine derartige Bioraffinerie. Außerdem können unterschiedliche Optionen auf der Substrat-, der Gärrest- und der Gasseite je nach den lokalen Gegebenheiten verschiedenartig kombiniert werden. Zur Veranschaulichung werden vier Fallbeispiele vorgestellt und anhand definierter Kriterien bewertet; dies inkludiert die Bestimmung der jeweiligen stofflichen Biomassenutzungseffizienz und die Steigerung des monetären Substratwertes durch den Gesamtprozess. Dabei zeigen sich in allen Fällen eine verbesserte stoffliche Nutzungseffizienz sowie eine Erhöhung des monetären Substratwertes im Vergleich zum „klassischen“ Biogasprozess.

From Biogas Plant to Biorefinery—Future Outlook for Small Scale Biorefinery Concepts

Abstract

Climate change, environmental challenges, population growths and depletion of natural resources are some of the major challenges of this century. Therefore, the global societal pressure and thus political ambitions are growing to transform our highly industrialized economy towards a so called “bio-economy”. As one solution integrated biorefinery concepts are discussed, which convert biomass with minimal energy consumption to a multitude of products (food, fodder, energy, materials) without generating waste. But besides the development of new and innovative biorefinery concepts, integration of available structures is quite important especially during the transformation of our industrial society into a bio-economy. Against this background the goal of this contribution is to discuss the potential role of existing small to medium sized biogas plants as an integral part of advanced biorefinery concepts. By presenting four case studies several approaches are discussed within this paper. Even if some of the presented technologies are still characterized by a low technology readiness level, they show a high potential in terms of increasing the monetary value addition of the biomass and in terms of enhancing the overall process efficiency.

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Copyright information

© Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH, ein Teil von Springer Nature 2018

Authors and Affiliations

  1. 1.Institut für Umwelttechnik und Energiewirtschaft (IUE)Technische Universität Hamburg (TUHH)HamburgDeutschland

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