Das Projekt "Bioraffinerie 2021 - Forschung für die Nutzung von Biomasse Schlempe zu Biogas - Bioenergie 2021: Energie aus Biomasse - Neue Wege zur Integrierten Bioraffinerie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von TuTech Innovation GmbH durchgeführt. Die heute in Deutschland und weltweit betriebenen Bioethanolanlagen haben bisher primär nur das Ziel, aus zucker- oder stärkehaltigen Pflanzenkomponenten Bioethanol für den Kraftstoffmarkt zu erzeugen. Vor dem Hintergrund steigender Preise für landwirtschaftliche Rohstoffe und die notwen dige Prozessenergie zur Bioethanolproduktion sowie die nicht proportional steigerbaren Preise für das erzeugte Hauptprodukt Bioethanol, ist es zweckmäßig, die Wertschöpfungstiefe vorhandener Bioethanolanlagen zu vergrößern und zu integrierten Bioraffinerien weiterzuentwickeln. Gleichzeitig kommen die deutlicher werdenden Nutzungskonkurrenzen der eingesetzten Biomassen und die z. T. noch ungenügende Klimabilanz der Bioethanolproduktion immer mehr in die Diskussion; beide Aspekte unterstützen ebenfalls die genannte Notwendigkeit zur forcierten Entwicklung integrierter Bioraffinerien. Den heute vorhandenen Bioethanolanlagen liegt ein vergleichsweise einfaches Konzept zugrunde: Über eine entsprechende Aufbereitung (d.h. Verzuckerung oder Hydrolyse) aus zucker- und stärke haltigen Pflanzen (in Europa insbesondere Getreide respektive Weizen und Zuckerrüben respektive Melasse) wird eine fermentierbare Zuckerlösung hergestellt, die in einer alkoholischen Fermentation mit Hefe vergoren wird. Aus dem vergorenen Substrat wird anschließend der Alkohol über Destil lationsprozesse abgetrennt und zu reinem Alkohol aufbereitet. Die verbleibende Schlempe kann in Form von Vinasse (bei Einsatz von Zuckerrüben) als Futter- und Düngemittel weiterverwertet oder zu DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles, bei Einsatz von Getreide) aufgearbeitet werden, das als Futtermittel eingesetzt wird. Damit wird in den derzeit existierenden Bioethanolanlagen aus stär kehaltiger Biomasse und Energie Bioethanol und DDGS produziert (gelb unterlegte Pfeile in Abb. 1). Sollen derartige Anlagen zu integrierten Bioraffinerien ausgebaut werden, lassen sich die folgenden Handlungsfelder identifizieren: Handlungsfeld 1: Bei den heute vorhandenen Bioethanolanlagen werden die Möglichkeiten einer verfahrenstechnischen Optimierung des Gesamtprozesses - beispielsweise durch Optimierung der Schlempevergärung - nur eingeschränkt genutzt. Deshalb müssen im Sinne einer technisch, ökono misch und ökologisch effizienten Umwandlung der Biomasse in Bioethanol die heute aus Sicht einer fortgeschrittenen Verfahrenstechnik und Mikrobiologie gegebenen Möglichkeiten insbesondere für die Gewinnung von Biogas und weiterer vermarktbarer Produkte, z.B. hochwertiger Schlempe, bes ser ausgeschöpft und in die Gesamtanlage integriert werden. Handlungsfeld 2: Vor dem Hintergrund steigender Agrarrohstoffpreise und der zunehmenden öf fentlichen Diskussion um eine energetische Nutzung von Nahrungsmitteln (Nutzungskonkurrenz) nimmt der Druck, Biomasse-Input-Ströme nutzbar zu machen, die zu einer Entschärfung derartiger Probleme beitragen, zu. usw.
Das Projekt "Eignung von Getreide- und Maissorten sowie optimierte Anbaustrategien zur Erzeugung von Rohstoffen für Bioethanol und verwertbare Nebenprodukte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Österreichische Agentur für Gesundheit und Ernährungssicherheit GmbH (AGES) durchgeführt. Die Richtlinie 2009/28/EG vom 23. April 2009 bestimmt ein von allen Mitgliedstaaten zu erreichendes verbindliches Mindestziel von 10 Prozent für den Anteil von Biokraftstoffen am Benzin- und Dieselkraftstoffverbrauch bis 2020. In Österreich besteht im Rahmen der Kraftstoffverordnung seit 1. Oktober 2008 die Verpflichtung 5,75 Prozent des Gesamtenergieinhalts aller in Verkehr gebrachten Kraftstoffe durch biogene Treibstoffe zu substituieren. Um dieses Ziel zu erreichen, können reiner Biodiesel, SuperEthanol E85 sowie dem Diesel und Benzin beigemischte biogene Treibstoffe eingesetzt werden. Das Werk Pischelsdorf bei Tulln hat im Juni 2008 seinen Regelbetrieb aufgenommen. Jährlich werden bis zu 500.000 t Getreide (hauptsächlich Weizen, untergeordnet Triticale) und Mais (Nassmais, Trockenmais) zu etwa 200.000 m3 Ethanol und 170.000 t Trockenschlempe verarbeitet. Zum überwiegenden Teil stammt der Rohstoff aus österreichischer Erzeugung. Die gärungstechnische Qualität ist definiert als Ethanolausbeute je Gewichtseinheit Rohstoff, hierfür ist ein hoher Stärkegehalt im Korn wesentlich. Für die Wirtschaftlichkeit der Erzeugung ist überdies eine günstige Vermarktung des Koppelprodukts Schlempe (Handelsbezeichnung ActiProt) wesentlich. Weil sich Mykotoxine (Deoxynivalenol, Zearalenon usw.) in der Schlempe auf das 2,5- bis 3-fache anreichern, sind niedrige Toxingehalte im Rohstoff Vorbedingung. Dieser Endbericht des Projektes 100197 (GEMBEOL) enthält Ergebnisse der Anbausaison 2004/05 bis 2008/09 (z.B. Proteingehalt, Stärkegehalt, Stärkeertrag) bzw. 2005/06 bis 2008/09 (z.B. Ethanolausbeute, Ethanolertrag, Gärgeschwindigkeit, Verzögerungszeit). Es wurde der Gesamtstärkegehalt als wichtigster indirekter Parameter der Ethanolergiebigkeit bestimmt. Die Analyse der vergärbaren Stärke oder 'vergärbaren Substanz' (ANDE et al. 1998, LEITERER et al. 2008) erscheint nicht zwingend notwendig. Stärkegehalt (Gesamte Spannweite): Die Untersuchungen bei Winterweizen zeigen eine Spannweite des Stärkegehaltes von 62,8 bis 74,6 Prozent (Spanne 11,8 Prozent) in der Trockensubstanz. Bei Triticale streuen die Werte zwischen 62,3 und 75,3 Prozent (Spanne 13,0 Prozent). Die Roggenergebnisse differieren im Bereich von 60,0 bis 65,1 Prozent, jedoch bei geringerer Probenanzahl. Bei Wintergerste liegen sie wegen des Spelzengehaltes auf niedrigem Niveau (56,1 bis 64,1 Prozent). Das Erntegut von Mais war mit 68,5 bis 77,0 Prozent (Spanne 8,5 Prozent) am stärkereichsten. Stärkegehalt (Genotypisch): Die genotypische Variation des Stärkegehaltes beträgt bei Weizen 3,1 und bei Triticale 5,1 Prozent. Bei Mais unterscheiden sich die Sorten um höchstens 2,9 Prozent (2. Reifegruppe) bzw. 4,4 Prozent (3. Reifegruppe). usw.