Bioabfälle stehen laut dem Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) reichlich zur Verfügung. Rund 4,6 Millionen Tonnen werden laut Umweltbundesamt allein privaten Biotonnen gesammelt. Hinzu kommt Grünschnitt aus Parks und Gärten, Abfälle aus Landwirtschaft und Nahrungsmittelproduktion, außerdem Klärschlamm und Speisereste aus Kantinen. In Summe ergebe dies gut 15 Millionen Tonnen Bioabfälle. Der größte Teil davon lande in Verbrennungsanlagen oder in der Kompostierung, so das Fraunhofer IPA. Aus dem enthaltenen Kohlenstoff wird dort CO₂. Geht es nach den Forschenden des Fraunhofer IPA, soll aus dem Bioabfall stattdessen grüner Wasserstoff werden.

CO2 bei der Wasserstoff-Gewinnung abscheiden und dauerhaft binden

„Sinnvoller wäre es, aus dem Material Wasserstoff zu erzeugen und das dabei entstehende CO₂ abzuscheiden, zu speichern oder langfristig zu nutzen“, sagt Johannes Full, Leiter der Gruppe „Nachhaltige Entwicklung biointelligenter Technologien“ am Fraunhofer IPA. Um Wasserstoff aus Biomasse zu gewinnen, gibt es bereits mehrere Verfahren. Eine Anlage zur Gewinnung von Wasserstoff aus Gülle befindet sich zum Beispiel in Kelheim in Bayern. Full und sein Team haben analysiert, welche der Prozesse technisch ausgereift sind und sich künftig wirtschaftlich betreiben lassen.

Das dabei anfallende CO₂ kann zum Beispiel in der chemischen Industrie als Rohstoff dienen oder unterirdisch eingelagert werden. Es wird somit dem Kreislauf entzogen und nicht mehr in die Atmosphäre freigesetzt. So soll aus dem Bioabfall durch die Kombination mehrerer Verfahren Wasserstoff mit negativer CO₂-Bilanz entstehen. „So schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe“, sagt Full. „Wir tragen dazu bei, den Kohlendioxid-Gehalt in der Atmosphäre zu verringern und stellen aus den Pflanzenresten grünen Wasserstoff her“

Purpurbakterien produzieren Wasserstoff aus Obst- und Molkereiabfällen

Purpurbakterien sind bereits für ihre Wasserstoff-Produktion aus Frucht- und Molkereiabfällen bekannt. Forschenden der Universität Stuttgart ist es gelungen, die Bakterien so zu verändern, dass sie kaum noch Licht brauchen. Das soll die Wasserstoff-Produktion energiesparender machen. Die Uni Stuttgart und das Fraunhofer IPA untersuchen nun gemeinsam, wie sich die Herstellung von Wasserstoff mit Purpurbakterien skalieren lässt. Ziel ist eine wirtschaftliche Produktion von grünem Wassserstoff aus Biomasse.

Pilotprojekt liefert grünen Wasserstoff für Unternehmen aus der Metallbranche

Ein Pilotprojekt für Wasserstoff aus Biomasse setzt das Fraunhofer IPA gerade bei einem Unternehmen aus der Metallbranche um, das den grünen Wasserstoff nutzt. Als Biomasse sollen dort Abfälle von Obst- und Weinbauern aus der Umgebung und Kantinenreste zum Einsatz kommen – aber auch Kartonagen und Altholz. Die Obstreste und Kantinenabfälle lassen sich von Bakterien in dunklen Behältern fermentieren. Dabei entstehen Wasserstoff und CO₂. Die Gase werden abgetrennt. Die fermentierte Masse durchläuft eine Biogasanlage als zweite Prozessstufe. Dort vergären Bakterien die Masse zu Methan. Dieses lässt sich ebenfalls in Wasserstoff und CO₂ aufspalten.

Die Holz- und Papierfasern lassen sich hingegen schlecht vergären. Das Fraunhofer IPA vergleicht dafür noch verschiedene Optionen und sucht nach Optimierungsansätzen. Die Spaltung in Wasserstoff und CO₂ in einem Holzvergaser könnte eine Möglichkeit sein.

An der Zerlegung von Holzabfällen ist auch Gegenstand des Projektes H2Wood – BlackForest. Darin arbeiten die Fraunhofer-Institute IPA und IGB (Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik), der Campus Schwarzwald und die Universität Stuttgart zusammen.

01.07.2022 | Quelle: Fraunhofer | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH