Das Projekt "Teilvorhaben 2: CUTEC" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von CUTEC-Institut GmbH durchgeführt. Ziel des Gesamtvorhabens bestand in der Erarbeitung und der Bewertung von Züchtungsansätzen und technischen Optimierungspotenzialen für eine im Vergleich zum Erdgaspreis in Deutschland wettbewerbsfähige Biomethanproduktion aus Betarüben. Es sollte untersucht werden, welche Fortschritte in der Pflanzenzüchtung, der Fermentationstechnologie und der Gasreinigung erzielt werden müssen, um langfristig Biogas konkurrenzfähig bereitstellen zu können. Der Fokus des Gesamtvorhabens lag auf der Betarübe, weil diese nach dem Stand der Technik von allen Substraten die besten Fermentationseigenschaften aufweist und einen Beitrag zur Abwechslung der Fruchtfolge leistet. Die Thematik des Projektes wurde im interdisziplinären Verbund aus Züchtung, Forschung und Anlagenbau bearbeitet. Auf Basis von technischen und ökonomischen Modellen wurden züchterische, technische und ökonomische Kennzahlen (Benchmarks) erarbeitet und in einem iterativen Prozess mit der Definition neuer Zuchtziele bezüglich zukünftig erreichbarer Biogasproduktionskosten bewertet. Das Teilvorhaben TV 2 der CUTEC beinhaltete die experimentelle Untersuchung verschiedener Einflussgrößen, wie z.B. Spurenstoffe, Nährstoffe, Silierungsgrad, Pufferkapazität, um anhand von unterschiedlicher Abbaukinetik und Gasausbeute Hinweise auf neue Zuchtziele zu erhalten. Ergänzende Erkenntnisse sollten über dynamische Modellsimulationen beigetragen werden. Zusammenfassend lag das Hauptaugenmerk dieses Teilvorhabens 2 auf der Beurteilung veränderter Betarübenzusammensetzung im Hinblick auf Zuchtziele sowie Betrieb und Technologie von Biogasanlagen. Die wesentlichen Ergebnisse sind nachfolgend qualitativ und stichpunktartig zusammengefasst. - Über einen längeren Zeitraum von mindestens 430 Tagen wurde bei der Monovergärung von Betarüben eine Verarmung von bestimmten Spurenstoffen festgestellt. - Eine zusätzliche Nährstoffzugabe (N, S, P) ermöglicht die Realisierung einer deutlich höheren Raumbelastung. - Die Monovergärung beinhaltet Leistungseinbußen gegenüber einer Co-Vergärung mit Maissilage. - Der Silierprozess selbst trägt deutlich zur Optimierung der Methanausbeute bezogen auf die Frischmasse bei. - die Maximierung der Methanausbeute hing weniger von den verschiedenen untersuchten Genotypen, sondern weitgehend von dem oTR ab. - Die für die Zuckerproduktion als Summenparameter SMV (Standardmelasseverlust) zusammengefassten unerwünschten Inhaltsstoffe Amino-Stickstoff, Kalium und Natrium wirken sich für die Biogaserzeugung nicht nachteilig aus, sondern im Gegenteil eher positiv. - Die dynamische Simulation bildete die Laborvergärung der Betarüben mit einer Abweichung von ca. 5-8 Prozent gut nach. Damit konnten fallspezifische Hinweise gewonnen werden in Bezug auf - eine Flexibilisierung der Anlagenbetriebs als Beitrag zur Regelenergiebereitstellung Gasproduktion aufgrund der sehr schnellen Abbaubarkeit der Betarübensilage. (Text gekürzt)
Das Projekt "Teilvorhaben 1: Züchtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KWS SAAT AG, Institut für Pflanzenzüchtung durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, wirtschaftliche und technische Optimierungsmöglichkeiten zur Biogasproduktion am Beispiel des Substrates 'Energierübe' zu erarbeiten. Dabei soll die gesamte Verfahrenskette von der Biomasseerzeugung bis zur Einspeisung von aufbereitetem Biomethans betrachtet werden. Dies schließt u.a. auch das Züchtungspotenzial für die Rübe zur Optimierung der stofflichen Zusammensetzung sowie die Kosten senkenden Faktoren in Praxisanlagen ein. Die Thematik wird im interdisziplinären Verbund aus Züchtung, Forschung und Anlagenbau bearbeitet. Divergentes Zuchtmaterial wird analysiert und bezüglich Fermentationsverhalten weiterentwickelt und optimiert. Hierzu werden diskontinuierliche und kontinuierliche Biogasverfahren im Labor- und Pilotmaßstab angewendet. Einzelne Fragestellungen betreffen die Zusammensetzung und Beeinflussung des Substrates bezüglich Nährstoffe, Spurenstoffe und anderen analytischen Parametern. Ausgehend von einem Industriestandard für eine Biogasanlage sollen Ansätze für eine effizientere Biogaserzeugung sowie das Potenzial einer im Vergleich zum Erdgaspreis wettbewerbsfähigen Biomethanproduktion in Deutschland identifiziert werden. Auf Basis von technischen und ökonomischen Modellen werden züchterische, technische und ökonomische Kennzahlen (Benchmarking) erarbeitet und in einem iterativen Prozess mit Definition neuer Zuchtziele bezüglich zukünftig erreichbarer Biogasproduktionskosten bewertet.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Ökonomische Modellierung mit Benchmark-Bestimmung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH durchgeführt. Das Projekt befasst sich mit der Erarbeitung und Bewertung von Züchtungsansätzen und technischen Optimierungspotenzialen für eine im Vergleich zum Erdgaspreis wettbewerbsfähige Biomethanproduktion aus Betarüben in Deutschland. Ziel des Projektes ist es, die gesamte Verfahrenskette von der Biomasseerzeugung bis zur Einspeisung des aufbereiteten Biomethans nach potentiellen technischen Optimierungsmöglichkeiten zu untersuchen, welche bei der Realisierung in Praxisanlagen zu nachweisbar Kosten senkenden Effekten führen. Besonderes Augenmerk soll dabei auf das Nutzungspotenzial einer Energierübe oder Biogasrübe mit optimierter stofflicher Zusammensetzung (in Abgrenzung und Ergänzung zu rein massebezogenen Züchtungsprogrammen) gelegt werden, da diese im Stand der Technik von allen Substraten die besten Fermentationseigenschaften aufweisen. Das sehr divergente Zuchtmaterial der KWS wird chemisch analysiert und im Labor auf optimales Fermentationsverhalten (maximale organische Beladungsrate und Abbau, minimale Verweilzeit) abgeprüft. Im Rahmen eines technischen Modelling werden Effizienzschrauben identifiziert, die in einem ökonomischen Modelling bewertet werden. Optimierte Substrate und Verfahren werden im Technikumsmaßstab auf Praxisrelevanz hin überprüft. In einem iterativen Prozess wird im Projekt die Zuchtzieldefinition zunehmend präziser, so dass bereits mittelfristig optimierte Sorten bzgl. Inhaltstoffkomposition bereitgestellt werden können.