Ziel des beantragten Forschungsvorhabens ist die Untersuchung der Machbarkeit eines innovativen Prozesses zur Erzeugung von Methan aus holzartiger Biomasse oder anderweitiger Biomasse wie z.B. Gärresten aus Biogasanlagen. Ein neuer Ansatz zur Erzeugung biologischen Methans ist die Kopplung der mikrobiologischen Methanisierung mit einer thermischen Vergasung bzw. einem thermochemischen Konversionsverfahren. Dabei soll das Synthesegas (CO, Wasserstoff) aus der thermochemischen Vergasung bzw. Reforming mit Mikroorganismen in Methan umgesetzt werden. Zu klären ist hierfür, ob durch die Aschen und Kokspartikel der thermischen Vergasung der Nährstoffhaushalt der Mikroorganismen einfach und effizient bereitgestellt werden kann und inwieweit CO und Teerkomponenten Wachstum und Aktivität der Mikroorganismen hemmen. Das Projekt wird mit einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung schließen, um aufbauend auf die Projektergebnisse die Realisierung einer ersten Demonstrationsanlage anzustreben. Um die technische Machbarkeit dieses Konzeptes nachzuweisen, soll insbesondere geklärt werden 1. inwieweit im Synthesegas enthaltenes Kohlenmonoxid (CO), Kohlendioxid und höhere Kohlenwasserstoffe (Teere) durch die eingesetzten Archaeen/Bakterien umgesetzt werden, 2. Wie effizient die in Asche- und feinsten Kokspartikeln enthaltenen Nährstoffe für Mikroorganismen verfügbar gemacht werden können und 3. Für welche Einsatzbereiche und Anlagenkonzepte erste Pilotprojekte wirtschaftlich umgesetzt werden können. Dazu konzipiert und konstruiert die Fa. MicroPyros GmbH einen mobilen Methanisierungs-Fermenter für den Einsatz im Labormaßstab an einer vorhandenen Kleinvergaseranlage am EVT. Darüber hinaus stellt MicroPyros einen Micropyros-Booster für einen Langzeittest an der 80 kW Thermo-katalytischen Reforming-Einheit (TCR®) bei Fraunhofer UMSICHT in Sulzbach-Rosenberg zur Verfügung.
Trockene lignocellosehaltige 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. Aufgabe des Teilvorhabens 3 ist die experimentelle Entwicklung der Vergasung von Bagasse und Bagassestroh so, dass eine Asche als PK-Dünger oder als Grundstoff der PK-Düngerherstellung resultiert. Da das Potential der Stickstoffrückgewinnung besteht, ist dies ein zusätzliches Ziel. WP 1.1.1: Vergleich der Veraschung unter oxidierenden und reduzierenden Bedingungen. WP 1.1.2: Experimentelle Änderung von Prozessbedingungen der Vergasung, WP 1.1.3: Herstellung von Ammoniumsulfat, WP 1.1.4: Maximierung der Energieeffizienz, WP 1.1.5: Voraussage energetischer Effekte. WP 3.2.2: Spurenelemente der Aschen aus den WP 1 und 2.