Das Logistikkonzept BioLog will wichtige Voraussetzungen zur stärkeren Nutzung von Energiepflanzen schaffen. Nur wenn es gelingt, Ganzpflanzen für die Herstellung synthetischer Biokraftstoffe nutzbar zu machen, können die erheblichen Potenziale erschlossen werden. Es gilt also, die noch klaffende Lücke zwischen Energiepflanzenanbau und Biokraftstoffherstellung zu schließen. Der Aufbereitung und Logistik der Biomasse kommt dabei die entscheidende Bedeutung zu. Denn geerntete Energiepflanzen sind voluminös und ihre Energiedichte ist gering, was ihren Transport über größere Distanzen unökonomisch macht. Eine Lösung könnte das vorherige Abpressen der wässrigen Anteile und die Aufbereitung zu einem homogenen Brennstoff sein. Was die Universität Kassel in einem Vorläuferprojekt theoretisch erprobt hatte, soll nun umfassend im industriellen Maßstab umgesetzt werden. Dafür müssen nicht nur verschiedene Verarbeitungsschritte bei verschiedenen Partnern funktionieren, sie müssen auch reibungslos ineinander greifen.

Ein durchaus riskantes Unterfangen, das aber für die Zukunft der Biokraftstoffe entscheidend sein kann. Als Projektträger des Bundeslandwirtschaftsministeriums sieht es die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) e.V. als ihre Aufgabe an, dieses zukunftsweisende Projekt zu forcieren und das gegebene Risiko über eine Projektförderung in Höhe von rund 1,2 Mio. EUR abzufangen.

Knackpunkt des Konzepts ist die Aufbereitung der geernteten Energiepflanzen. Möglichst hohe Anteile der enthaltenen Flüssigkeit sollen abgepresst, in der Biogasanlage vergoren und anschließend als Wirtschaftsdünger ausgebracht werden. Anders als bei der Verbrennung gehen die enthaltenen Nährstoffe dem regionalen Kreislauf so nicht verloren. Das könnte auch eine der ökologischen Komponenten des Verfahrens ausmachen. Zudem lassen sich auf dieser Stufe dezentral Strom und Wärme erzeugen, die für den weiteren Prozess und anderweitig genutzt werden. Wie gut der Presssaft für die Vergärung geeignet ist und ob wichtige Nährstoffe über diesen Weg auf den Acker zurück geführt werden können, prüft die Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft (FAL).

Die festen Anteile dagegen gilt es, für die spätere Vergasung aufzubereiten. Daran arbeiten fünf Partner:

Das Forschungszentrum Karlsruhe GmbH (FZK) untersucht, ob die Elektroporation das spätere Abpressen der Flüssigkeit erleichtert. Dabei werden die Biomassen zum Zellaufschluss wiederholt starker Spannung ausgesetzt. Sie zerstört nicht nur die Zellmembran, sondern erleichtert damit auch das spätere Abpressen möglichst großer Anteile der enthaltenen Flüssigkeit. Die Pressung und anschließende Trocknung des Pressguts soll für die spätere Pelletierung die optimalen Voraussetzungen liefern.

Dem Aufbereitungsweg über die Silierung widmet sich das Leibniz-Institut für Agrartechnik Bornim e.V. (ATB). Rohstoff sind die auch hier die mit Elektroporation bearbeitete Biomasse. Noch ist unbekannt, wie sich Pflanzenart, Trockenmassegehalt, Häcksellänge oder Lagerdauer auf die spätere Silage auswirken. Umso komplexer stellt sich die Aufgabe der Bornimer dar, energetische und ökonomische Kenngrößen zur Bewertung des Gesamtverfahrens zu ermitteln. Auch der Weg über die Silierung mündet schließlich in eine Entwässerung, die in diesem Fall mechanisch vorgenommen wird. Die Anhydro GmbH nutzt dazu ihre Erfahrungen mit der Schneckenpresse, die sie so verändern will, dass ein möglichst trockenes Pressgut übrig bleibt. Im Folgeschritt steht als weiterer Arbeitsschritt der Firma die Hochtemperaturtrocknung an.

Bei der Amandus Kahl GmbH schließlich laufen die Wege wieder zusammen. Ihre Aufgabe ist es, das nun sehr trockene Pressgut zu möglichst homogenen Pellets zu verarbeiten. Wie das funktionieren kann, lotet sie nicht nur theoretisch aus, sondern setzt die Ergebnisse auch im industriellen Maßstab um. Aus der Vielzahl an Parametern (z.B. unterschiedliche Biomasseeigenschaften aus der mechanischen Entwässerung, Pelletdurchmesser, Presshilfsmittel) sollen einerseits für die Pelletierung, andererseits im Zusammenhang mit den thermischen Versuchen auch für den Gesamtprozess Vorschläge für optimale Verdichtungen gemacht werden. Im Anschluss kann genau berechnet werden, was die Aufbereitung kostet.

Egal ob aus silierter oder unsilierter Biomasse, die fertigen Pellets landen schließlich in den Laboren und Technikumsanlagen des Clausthaler Umwelttechnik-Instituts GmbH (CUTEC). Per Analytik sind brennstofftechnisch wesentliche Parameter wie Heizwert, Asche- und Wassergehalt, Glühverlust und chemische Zusammensetzung zu ermitteln. In Verbrennungs- und Vergasungsversuchen im Technikumsmaßstab sollen Aschen und Gase zur Eigenschaftsermittlung erzeugt werden und als Datenlieferant für evtl. kommerzielle Anlagen dienen. Den Wissenschaftlern bei CUTEC kommt es auch zu, den Erfolg des BioLog-Konzepts zu beurteilen. Unterstützung erhalten sie dabei von der Thüringer Landesanstalt für Landwirtschaft (TLL), dem Institut für Energie und Umweltforschung (IFEU) und dem Institut für Agrartechnik Bornim (ATB). Ob es gelingt, mit BioLog Energiepflanzen so aufzubereiten, dass ihre energetische Nutzung ökologische und ökonomische Perspektiven bietet, werden die Ergebnisse 2008 zeigen.

Die beteiligten Partner:

• Teilprojekt 1: Konditionierung grüner Biomasse durch elektroporationsunterstützte Entwässerung (Projekt 05NR314), Dr. Sack, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
• Teilprojekt 2: Bereitstellung qualitätsgerechter Silage sowie Ermittlung der energetischen und ökonomischen Kenngrößen zur Bewertung und Optimierung des Gesamtverfahrens (05NR315), Prof. Dr.-Ing. Fürll, Leibniz-Institut für Agrartechnik Bornim e.V.
• Teilprojekt 3: Entwässerung und Hochtemperaturtrocknung aufbereiteter Produkte aus dem Energiepflanzenanbau (05NR316), Dipl. -Ing. Ralf Rinder, Firma Anhydro GmbH
• Teilprojekt 4: Untersuchung der Vergärungseigenschaften von Silagepresssäften (05NR317), Prof. Dr.-Ing. Peter Weiland, Bundesforschungsanstalt für Landwirtschaft Braunschweig
• Teilprojekt 5: Ermittlung der optimalen maschinentechnischen Parameter zur Trocknung der Silage sowie zur Herstellung von marktgerechten Brennstoff-Formkörpern (05NR318), Dr.-Ing. Stephan Sternowsky, AMANDUS KAHL GmbH&Co. KG
• Teilprojekt 6: Projektkoordination, (05NR319) Dr.-Ing. Stefan Vodegel, Clausthaler Umwelttechnik-Institut GmbH (CUTEC)

• 1. Teilvorhaben: Energetische Nutzung aufbereiteter Produkte aus dem Energiepflanzenanbau, CUTEC
• 2. Teilvorhaben: Ökonomische und ökologische Begleitforschung, Institut für Energie und Umweltforschung (IFEU) und TLL.

Die gesamte BioLog-Kette wird ökologisch untersucht anhand des Ökobilanztools Umberto. Mit den Partnern erfolgt eine Auswertung und Interpretation zwecks Optimierung.

Es werden drei Aspekte der BioLog-Kette betrachtet: der spezielle Energiepflanzenanbau, die Bewertung von Press- und Sickersäfte sowie der Aschen und Schlacken. TLL.