Fraunhofer-Institut: Energie aus Maisstroh

In letzter Zeit wurden immer wieder Stimmen laut, die sich gegen die Vergärung lebensmitteltauglicher Produkte wie Mais oder Getreide zur Erzeugung von Energie aussprachen. Unter anderem wird befürchtet, dass ein solches Vorgehen den Anstieg von Lebensmittelpreisen zur Folge haben wird.

Um Alternativen zu finden, haben Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden mit mehreren kleinen und mittelständischen Unternehmen erstmals eine Biogasanlage entwickelt, die komplett ohne lebensmitteltaugliche Rohstoffe auskommt. Dr. Michael Stelter, IKTS: "In unserer Pilotanlage verwenden wir ausschließlich Reststoffe aus der Landwirtschaft, etwa Maisstroh, also die Maispflanze ohne Kolben. Wir erzeugen damit 30 Prozent mehr Biogas als in herkömmlichen Anlagen." In herkömmlichen Biogasanlagen kann nur ein geringer Anteil an Reststoffen verarbeitet werden, da diese sich schlechter in Biogas verwandeln lassen als reiner Mais oder reines Getreide.

Die Forscher haben weiter heraus gefunden, dass die Verweilzeit der sauer eingelagerten Silage um 50 bis 70% verringert werden kann. Biomasse muss in der Regel etwa 80 Tage gären, um Biogas zu produzieren. Wird die Masse jedoch vorbehandelt dauert dies in der neu entwickelten Biogasanlage nur 30 Tage. Dr. Stelter weiter: "Maisstroh enthält Zellulose, die nicht direkt vergoren werden kann. In unserer Anlage spalten Enzyme die Zellulose auf, bevor die Silage gärt."

Nicht nur das Vergären der Masse, sondern auch die Verstromung des Biogases haben die Forscher optimiert. Das Gas wird in eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die einen elektrischen Wirkungsgrad von 40 bis 55% hat, geleitet. Übliche Gasmotoren erreichen einen Wirkstoffgrad von 38%. Die Brennstoffzelle erreicht Temperaturen von 850°C. Die dabei entstehende Wärme kann als Heizkraftwerk fungieren oder ins Nahwärmenetz eingespeist werden. Bei der Addition von elektrischem und thermischem Wirkungsgrad hat die Brennstoffzelle einen Gesamtwirkungsgrad von bis zu 85%. Ein herkömmlicher Verbrennungsmotor hingegen hat einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 38%, da sich die Wärme nur schlecht nutzen lässt.

Eine 1,5 Kilowatt starke Pilotanlage, die für den Bedarf eines Einfamilienhauses ausreicht, haben die Forscher bereits realisiert. Das Konzept der Anlage wird auf der Hannover-Messe vom 20. bis 24.04.2009 in Halle 13, Stand E20 präsentiert.