Wirtschaftsdüngermanagement und Biogastechnologie

Die Energieerzeugung aus Biogas ist ein Betriebszweig in der Landwirtschaft, der in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat. Der Arbeitsbereich Wirtschaftsdüngermanagement und Biogastechnologie beschäftigt sich im Schwerpunkt mit Fragestellungen zur Optimierung des Biogasprozesses und des Anlagenbetriebs. Hierzu stehen moderne Versuchsbiogasanlagen für Batch- und semi-kontinuierliche Durchflussversuche im Labor- und Technikumsmaßstab zur Verfügung. Mit Hilfe eines Netzwerks von Pilotbiogasanlagen werden Kenndaten und Erfahrungen zum Anlagenbetrieb im der landwirtschaftlichen Praxis erhoben und wissenschaftlich ausgewertet.

Laufende Projekte

Gülleansäuerung

Luftbild Schwarzenau

Mithilfe von pH-Wert senkenden Systemen wird versucht die Ammoniakemissionen von flüssigen Wirtschaftsdüngern im Stall und bei der Ausbringung zu mindern. Dadurch soll die umweltbelastende Wirkung von Ammoniak reduziert, sowie die Düngeeffizienz im gesamten Nährstoffkreislauf erhöht werden.  Mehr

Amarant als Biogassubstrat

Liegende Laborfermenter für das Amarant-Projekt

Die Kulturpflanze Amarant wurde bisher überwiegend zu Zwecken der Nahrungsmittelproduktion genutzt. Allerdings hat die Pflanze auch das Potenzial die Prozessstabilität und den Methanertrag positiv zu beeinflussen. Dadurch könnte der Zukauf von Additiven vermindert und zusätzlich das Landschaftsbild bereichert werden.  Mehr

Einsatz von Zuckerrüben im Biogasprozess

Lagerung von Rübenmus

Mehrgliedrigere Biogasfruchtfolgen mit Alternativkulturen können maßgeblich zu einer Verbesserung der gesellschaftlichen Akzeptanz für den Energiepflanzenanbau beitragen. Hierbei rückt die Zuckerrübe aufgrund ihres hohen Ertragspotenzials und ihrer überwiegend leicht verdaulichen Inhaltsstoffen an guten Ackerbaustandorten in den Fokus von Biogasanlagenbetreibern. Auch unter dem Aspekt einer flexiblen Strom- bzw. vielmehr Biogaserzeugung kann die Zuckerrübe als schnellverfügbares Substrat große Vorteile mit sich bringen.  Mehr

Lagerung von Biogasrüben

Zuckerrübenmiete am Feldrand

In der Biogasbranche wird der Einsatz von Zuckerrüben als Biogassubstrat aus vielerlei Hinsicht zunehmend interessanter. Die Vergärung von Zuckerrüben stellt allerdings an die Verfahrenstechnik und Prozessführung spezielle Anforderungen. In einem interdisziplinären Forschungsansatz sollen zunächst durch einen modularen Aufbau ineinandergreifender Forschungsprojekte praxisgerechte Lagerungs- und Aufbereitungsverfahren von Zuckerrüben zur Biogasproduktion geprüft werden.  Mehr

Intervallbetrieb an der Biogasanlage in Grub

Luftbildaufnahme einer Biogasanlage

Der flexiblen Bereitstellung von Energie aus dezentralen Quellen kommt im Rahmen der Umsetzung der Energiewende langfristig eine zunehmende Bedeutung zu. Biogas als speicherbarer regenerativer Energieträger kann die fluktuierenden Erneuerbaren Energien wie Windkraft und Photovoltaik ausgleichen und somit einen erheblichen Anteil zur Netzstabilität beitragen.  Mehr

Abgeschlossene Projekte

Werkstoffauswahl für die anaerobe Vergärung (Korrosionsschutz)

landwirtschaftliches Gerät

Üblicherweise wird versucht die Effizienz von Biogasanlagen zu steigern, indem der Prozessablauf oder die Substrateigenschaften untersucht werden. Neben den verfahrenstechnischen Fragen zum Prozessablauf, drängen sich jedoch Fragen zur Werkstoffqualität auf.  Mehr

Biogas Forum Bayern - Schulung von Biogasanlagenbetreibern

Logo Biogasforum

Jeder siebte Landwirt ist heute Energiewirt. Jeder 50te Landwirt ist Biogasanlagenbetreiber. Die Sparte Biogas ist ein neuer Wirtschaftszweig mit Techniken im landwirtschaftlichen Bereich, der sich mit der Energiewende und dem vierjährigen Zyklus der Novellierung des Erneuerbaren Energien Gesetzes rasant entwickelt. Aus diesem Grund ist Fortbildung im Bereich Biogas von großer Bedeutung. Um eine Vereinheitlichung und eine Qualitätssicherung in der Aus- und Weiterbildung zu schaffen, wird das Projekt "Einfürhung eines Schulungs- und Zertifizierungssystem für Berater und Betreiber von Biogasanlagen" durchgeführt.  Mehr

Aktivitäts-, Toxizitäts- und Supplementierungstests für den Anlagenbetrieb

Petrischale mit violettem Inhalt

Eine fallspezifische Beurteilung der Aktivität von Mikroorganismen ist in Biogasanlagen kaum möglich. Mit Aktivitäts-, Toxizitäts- und Supplementierungstests (ATS-Tests) können Ergebnisse über Toxizität oder Defizienz schnell ermittelt werden.  Mehr

Gasertragsbestimmung im Technikumsmaßstab (Batchformel)

Batchanlage im Labormaßstab

Die Messung des potenziellen, spezifischen Biogasertrages von NaWaRo ist ein wichtiger Bestandteil in der Biogastechnologie. Allerdings ist das dazu eingesetzte Batchverfahren sehr aufwändig. Im Rahmen dieses Projektes werden daher bestehende Datensätze der Batchuntersuchungen und neuausgewählte Proben statistisch ausgewertet, um modellierbare plausible Zusammenhänge zwischen Inhaltsstoffen der Substrate und deren Gasertragspotenzial zu finden.   Mehr

Nah-Infrarot-Reflektions Spektroskopie (NIRS) als Monitoringtool

NIRS Spektrum

Die Speicherung von Biogas ist aufgrund des hohen Gasvolumens zeitlich sehr begrenzt. Daher ist eine flexible und bedarfsorientierte Biogasproduktion zur Abdeckung von Bedarfsspitzen von großer Bedeutung. Neben einer kontinuierlichen Substratzugabe zum Biogasfermenter über eine automatische Fütterungseinrichtung sollen tägliche, einmalige Stoßbelastungen die Bedarfsspitzen abbilden. Hauptaugenmerk liegt auf der Regelung und Steuerung der Substratzugabe zum Biogasfermenter und einer online Überwachung der Prozessstabilität über NIRS-Daten.  Mehr

Biogas aus Grünlandbiomasse

Freistehende Fichte, im Umkreis von einem halben Meter ist das Gras niedergetreten

Im Rahmen des Projektes wurden zunächst die Hauptprobleme bei der Vergärung graslastiger Substrate in einstufigen Rührkesselfermentern untersucht. Die bereits aus der Praxis bekannten Probleme bei der Vergärung von Grünland sind in den meisten Fällen auf erhöhte Ammoniakkonzentrationen und damit auf ein ungünstiges C/N-Verhältnis des Substrates zurückzuführen.  Mehr

Abschätzung des Restgaspotentials an Biogasanlagen

Offenes Endlager einer Biogasanlage mit Gärresten

Mit dem enormen Anstieg der Energieerzeugung aus Biogasanlagen in den letzten Jahren, wurden auch die Bestrebungen immer stärker, diese Anlagen effizienter sowie ökonomisch, ökologisch und letztendlich auch sozial nachhaltiger zu betreiben. Ein Parameter dies abschätzen zu können, stellt die Höhe des Restgaspotentials dar.   Mehr

Verpilzte Einsatzstoffe im Biogasprozess

Schimmel

In Silage wachsende Schimmelpilze können eine Vielzahl von Stoffen produzieren, die für höhere Organismen, auch Säugetiere, toxisch sein können. Die Umsetzung und der Verbleib dieser verpilzten Einsatzstoffe im Biogasprozess ist bis jetzt ungeklärt und wird in Batch- wie auch in Durchflussversuchen überprüft.  Mehr

Emissionen separiert fester Biogasgärreste

Technik zur Separierung von Gärrest

Für die Einstellung des TS-Gehalts im Fermenter, sowie zur Prozessstabilisierung spielt die Separierung von Biogasgärresten zur Nutzung der flüssigen Phase als Rezirkulat eine wichtige Rolle. In Regionen mit hohem Anfall an Biogasgärresten und Wirtschaftsdüngern gehen Biogasanlagenbetreiber außerdem dazu über, die Güllen und Gärreste in großem Umfang zu separieren, um Transport- und Lagerkosten zu senken sowie die Nährstoffe zu exportieren. Ein weiterer Grund ist die Verbesserung der technologischen Eigenschaften der Wirtschaftsdünger.  Mehr

Einsatz schwer abbaubarer Substrate und Intensivierung der Hydrolyse

Logo Elast

Für die Biogasproduktion gewinnen bei der Substratauswahl die bei der landwirtschaftlichen Produktion anfallenden Nebenprodukte wie schwer abbaubare Substrate wie Wirtschaftsdünger mit einem hohen Anteil an Einstreu, Reste aus der Landwirtschaft oder Landschaftspflegematerialien zunehmend an Bedeutung.  Mehr

Mikrobiologische Prozessoptimierung in der Biogastechnologie

Wasserbad mit Batchflaschen

Die im Biogasprozess sehr effizient kooperierenden Bakterien und Archaeen werden zu unterschiedlichen Zuständen untersucht. Die entwickelten molekularbiologischen Frühwarnsysteme zeigen eine Prozessstörung schneller an als konventionelle Parameter.  Mehr

Verbesserung der Effizienz von Biogasanlagen durch anaerobe Pansenpilze

Biogasanlage

Anaerobe Pilze aus dem Pansen von Wiederkäuern, sind darauf spezialisiert, Pflanzenteile zu zersetzen. Es wird untersucht, ob die energetische und wirtschaftliche Effizienz der Biogasproduktion durch ihren Einsatz verbessert werden kann.  Mehr

Verhalten von EHEC und krankheitserregenden Clostridien in Biogasanlagen

Liniendiagramm

In einem Verbundvorhaben untersucht die LfL zusammen mit dem Landesamt für Gesundheit und Lebensmittelsicherheit, ob EHEC und krankheitserregende Clostridien in Biogasanlagen vorliegen und wie diese sich bei verschiedenen Prozesszuständen verhalten.  Mehr

Entwicklung eines Schnellscreenings auf Pathogene in landwirtschaftlich relevanten Substraten

Zeolithe

Moderne molekularbiologische Verfahren wie die quantitative Real-Time PCR (qPCR) eröffnen die Möglichkeit, landwirtschaftlich relevante Substrate schnell und hochspezifisch auf die Gegenwart bestimmter Krankheitserreger hin zu untersuchen.  Mehr

Biogas-Marker

Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme von Methanosarcinen (türkis) und Bakterien (gelb)

Die Vergärung von Grassilage stellt besondere Ansprüche an die Stressresistenz der großteils noch unbekannten Mikroorganismen im Biogasprozess. Mit der Identifizierung von Biogasindikatoren sollen molekularbiologische Assays zur Früherkennung von Prozessstörungen entwickelt werden.  Mehr

Fachinformationen