Energietechnik

Lignocellulosehaltige Biomasse stellt eine attraktive Quelle zur Herstellung von nachhaltigen Treibstoffen und wertvollen Chemikalien dar. Die Verwendung von land- und forstwirtschaftlichen Nebenprodukten wie z.B. Maisstroh oder Restholz ist besonders attraktiv, da bei ihnen keine konkurrierenden Nutzungen für die Lebens- oder Futtermittelproduktion vorliegen. Ein wichtiger Faktor für die Akzeptanz in der Bevölkerung ist zudem, dass erneuerbare Treibstoffe und Chemikalien herkömmliche fossile Energieträger direkt ersetzen können und z.B. keine neuen Motoren erfordern. Das Ziel des Projektes ist die Produktion von nachhaltigen Treibstoffen und Chemikalien (Alkane und alpha-Olefine) basierend auf land-und forstwirtschaftlichen Nebenprodukten durch eine Kombination von aufeinanderfolgenden biochemischen und katalytischen Umwandlungsschritten. Die drei Subprojekte befassen sich mit den beiden wichtigsten Umwandlungsverfahren sowie der Nachhaltigkeitsbewertung entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

Wegen seiner schlechten Vergärbarkeit wird in der Schweiz Hofdünger (Gülle und Mist verschiedener Nutztiere) kaum zur Produktion von Biogas verwendet. Mit einem verbesserten Vergärungsprozess soll dessen Biogasausbeute signifikant erhöht werden. Dafür entwickeln wir ein Verfahren, mit dem sich die bisher nicht verwertbaren Inhaltstoffe des Hofdüngers mikrobiell aufschliessen und zugänglich machen lassen. Das Projekt wird vom Bundesamt für Energie finanziert.

In diesem Projekt untersuchen und optimieren wir die Dampfexplosion von Rindergülle als potenzielles Vorbehandlungsverfahren, um die Biogasausbeute in der anschliessenden anaeroben Vergärung zu erhöhen.

Ziel des Projektes ist es, ein detailliertes Verständnis der Effekte der Vorbehandlung auf die einzelnen Bestandteile der Gülle und die erzielbare Biogasausbeute zu erhalten. Zudem wird ein neuartiger Reaktor für die Vorbehandlung entwickelt, welcher die Rückgewinnung von Hochtemperaturwärme erlaubt. Das Projekt wird im Rahmen des Swiss Competence Center for Energy Research und des «ERA-NET Bioenergy» gefördert.

Der konsolidierte Bioprozess, in dem ein mikrobielles Konsortium vorbehandelte feste Biomasse direkt in eine Chemikalie wie Ethanol umwandelt, ist auf Labormassstab (3 Liter) etabliert. In einem nächsten Schritt soll er auf einen kleinen Pilot-Massstab (200 Liter) skaliert werden. Für eine zielgerechtete Auslegung des Prozesses auf grösserem Massstab erstellen und validieren wir ein mathematisches Modell. Das Projekt wird vom Swiss Competence Center for Energy Research finanziert.