Trockene lignocellulosehaltige Biomasse (Stroh, Bagasse) wird in steigendem Maße in thermochemischen Verfahren (Verbrennung, Vergasung) verwertet. Die Aufgabe des Vorhabens ist es, diese Verfahren derart zu verbessern, dass die Energieeffizienz erhöht wird und die Rückstände wieder in die Stoffkreisläufe zurückgeführt werden können. Dazu werden schadstoffarme Aschen erzeugt und zu vollwertigen und konkurrenzfähigen Recyclingdüngern weiterverarbeitet oder als (funktionale) Füllstoffe in (Bio-)polymer-Compounds eingesetzt. In Abstimmung mit den brasilianischen Partnern werden Konzepte für eine nachhaltige Wiederverwertung ermittelt. Der Schwerpunkt liegt neben der Erzeugung von Bagasseaschen und deren Vorbehandlung in der Entwicklung unterschiedlicher Düngemittelrezepturen. Hierbei sollen mit Hilfe speziell ausgewählter Additive und Binder verschiedene Aschepelletmischungen produziert werden. Eine abschließende Bewertung soll Informationen über geeigneten Düngemittelrezepturen bzgl. Dosierung von Additiv- und Bindermengen liefern und die optimale Einstellung der Herstellungsparameter in Bezug auf den Pelletiervorgang ermöglichen. Weiterhin wird das Verbrennungsverhalten verschiedener Bagasse-Brennstoff-Mischungen untersucht, sowie die für die nachfolgenden Arbeitspakete erforderlichen Aschen produziert.
Nachhaltige Bodenbewirtschaftung ist entscheidend, um die limitierten Bodenresourcen für die Nahrungsmittelproduktion für eine schnell wachsende Weltbevölkerung fruchtbar zu erhalten. Von den wesentlichen Elementen für das Pflanzenwachstum ist Phosphor einer der wichtigsten Makronährstoffe, dessen natürliche Vorkommen rapide abnehmen bei gleichzeitiger, intensiver Ablagerung in Mülldeponien.
Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Produktionsprozesses für innovative Düngemittel, die Phosphor und unterschiedliche Anteile organischen Kohlenstoffs aus Abfällen rückgewinnen. Kreisläufe werden über Reststoffe geschlossen anstelle des Einsatzes von begrenzten, natürlichen Ressourcen.
Die Anwendung dieser Produkte in der Landwirtschaft ermöglicht - Nährstoffkreisläufe für Phosphor zur effizientere Nutzung dieser Ressource werden geschlossen - Erhaltung der Rohphosphat Ressourcen - Erhöhung des organischen Kohlenstoffanteils in verarmten Böden.
Die Stabilisierung von Kohlenstoff aus Abfallstoffen wird hauptsächlich über thermo-chemische Umwandlungsverfahren erzielt. Zusätzlich erfolgt eine Übertragung von Phosphor aus Rohstoffen (Grünschnitt, Restholz, Rückstände aus der Lebensmittel- und Cellulosefasernproduktion, Klärschlamm, Deponiematerial etc.) in ein stabilisiertes Produkt. Detaillierte Beschreibungen und Analysen von Schadstoffkonzentrationen und ökotoxikologische Verhalten stellen sicher, dass die Produkte unter den Grenzwerten für Schwermetalle und organische Schadstoffe liegen. Das Research Studie wird FuE-Dienstleistungen und Beratung für industrielle Interessenten und Gemeinden bei prozesstechnischen, agronomischen und ökologischen/toxikologischen Fragestellungen entlang der gesamten Prozesskette anbieten.
Projekt-Ziele: - Vergleich verschiedener thermo-chemischer Umwandlungsprozesse (Verbrennung, Vergasung, Pyrolyse, hydrothermale Karbonisierung) zur Produktion eines stabilen, organischen Kohlenstoff-Phosphor-Düngers aus unterschiedlichen Einsatzstoffen - Bestimmung der notwendigen Mischung aus Rohstoffen um ein ausgewogenes, organisches Kohlenstoff-Phosphor-Verhältnis mit guter Bioverfügbarkeit zu erreichen - Optimierung der Prozessparameter sowie Kombinationen der eingesetzten Prozesse in Abhängigkeit von den Rohstoffen bei Einhaltung der Schadstoffgrenzwerte der Kompostverordnung, des europäischen Pflanzenkohle Zertifikats sowie der Düngemittelverordnung - Analyse der Produkteigenschaften hinsichtlich Bioverfügbarkeit von Phosphor für Pflanzen, Kohlenstoff-Stabilität, Verunreinigungen und physikalisch-chemischen Auswirkungen auf den Boden - Screening-Tests in der Vorbereitung für die amtliche Zulassung als Dünger durch die AGES - Beurteilung der Energie- und Nährstoffbilanzen sowie der Wirtschaftlichkeit