LCR-Pilze - Effizientere Biogasproduktion aus lignocellulosereichen Reststoffen durch zusatz aerober und anaerober Pilze
Teilvorhaben 2: Einflussanalyse aerober filamentöser Pilze
Infolge des Klimawandels und geopolitischer Entwicklungen wird in Deutschland eine klimafreundliche und vom Import fossiler Energieträger unabhängige Energieversorgung angestrebt. Die Produktion von Biogas basiert auf Biomasse, ein erneuerbarer und heimischer Energieträger. Diese Vorteile machen Biogas zu einem wichtigen Pfeiler des immer mehr auf regenerativen Energieträgern basierenden deutschen Energiemixes. Derzeit werden neben Wirtschaftsdünger vor allem Energiepflanzen wie Mais als Substrate für die Biogasproduktion verwendet. Jedoch nehmen Akzeptanz und staatliche Förderung der Energiepflanzen immer weiter ab. Daher müssen Biogasbetreiber auf alternative Substrate, wie das landwirtschaftliche Koppelprodukt Stroh, umsteigen.
Die Nutzung von Stroh als Substrat in Biogasanlagen ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden. So lässt sich Stroh verglichen mit Energiepflanzen aufgrund seines höheren Anteils an Lignocellulose schlechter verdauen und verursacht mechanische Störungen in Biogasanlagen, die zu einer erheblichen Reduktion der Biogasproduktion sowie Mehrkosten führen. Um das Potenzial von Stroh für die Biogasproduktion erschließen zu können, wird in diesem Verbundprojekt mit den Partnern Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) und der INNOVAS BMK GmbH der Einsatz von aeroben (TUM) und anaeroben (LfL) Pilzen mit hoher cellulolytischer Aktivität für den Aufschluss dieses lignocellulosereichen Koppelprodukts untersucht. Hierbei erforschen wir in einer zweistufigen Technikums-Biogasanlage, inwiefern der Einsatz von Trichoderma in der Hydrolyse zu einer höheren Biogasausbeute mit Stroh als Substrat und zu einer Reduktion der mechanischen Störungen im anaeroben Fermenter führen kann. Im Zuge der Versuche in der Technikums-Biogasanlage werden Daten sowohl über die Prozesschemie als auch über die Meta-Genome, Meta-Transkriptome und Proteome erhoben, um ein möglichst vollständiges Bild des Einflusses von Trichoderma auf die Hydrolyse und die Biogasproduktion insgesamt zu erhalten. Durch den Biogasprozess entstehende Gärreste werden in Rotteboxen mittels aerober Braun- bzw. Weißfäulepilze nachverdaut, um die in den Gärresten vorhandenen unerschlossenen Zucker für den anaeroben Fermenter nutzbar zu machen. Diese nachverdauten Gärreste sollen wieder in den Biogasprozess eingespeist und deren Restpotenzial quantifiziert werden.
Laufzeit: | 2023 – 2026 | |
Bearbeitung: | Nikola Daniel Tomić; J. Philipp Benz | |
Publikationen
- Young, D., Dollhofer, V., Callaghan, T. M., Reitberger, S., Lebuhn, M., & Benz, J. P. (2018). Isolation, identification and characterization of lignocellulolytic aerobic and anaerobic fungi in one- and two-phase biogas plants. Bioresource Technology, 268, 470-479. doi:https://doi.org/10.1016/j.biortech.2018.07.103