Biogas aus Abfall – Brain-Forscher verzeichnen wegweisenden Erfolg

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BRAIN Biotechnology Research and Information Network AG

„Die Exoenzymfarm liefert einen definierten Enzym-Cocktail, der die Substratspaltung und die nachfolgende Verstoffwechselung um 20 % effektiver gestaltet“, erklärt Dipl.-Ing. Marc Gauert, leitender Ingenieur bei Brain. „Die Vorteile dieses Prozessabschnitts sind eine bessere Raum-Zeit-Ausbeute bei reduziertem Abfallvolumen.“

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Elektro-Biogas-Fermenter mit montierten Brennstoffzellen: In dem 10-Liter-Prototyp-Fermenter mit vorgeschalteter und von Brain etablierter Exoenzymfarm konnte der Biogas-Produktionsprozess validiert werden und steht für eine industrielle Nutzung zur Verfügung.

Anzahl der Biogasanlagen in Deutschland in den Jahren 1992 bis 2013 und eine Prognose für die Jahre 2014 und 2015

Substratanteile (massebezogen) in Biogasanlagen in Deutschland in den Jahren 2010 bis 2014

Die zentrale Komponente der Anlage bildet ein Elektro-Biogas-Fermenter, in welchem durch direkt eingebrachte Brennstoffzellen die Abbauschritte der Substrate individuell gesteuert werden können. „Parallel erfolgt eine Direktverstromung von bei der enzymatischen Umsetzung entstehenden Energieäquivalenten (Elektronen), welche im Vergleich zu bestehenden Blockheizkraftwerken deutlich effizienter ist“, stellt Gauert heraus. Die letzte Komponente stellt einen Biosensor im Mikrofluidik-Format dar, der als Biomarker ein wichtiges Prozess-Intermediat (Propionsäure) aufzeichnet und somit eine einfachere Prozesssteuerung erlaubt.

Ein „absolutes Vorzeigeprojekt“

„Bei dem ESE-Biogas Programm handelt es sich um ein absolutes Vorzeigeprojekt der Brain. In kürzester Zeit ist es dem Team um Marc Gauert gelungen, den Prozess der Biogasproduktion nachhaltig zu optimieren. Unser besonderer Dank gilt aber auch Herrn Prof. Dr. Johannes Gescher vom KIT in Karlsruhe, dessen herausragendes Know-how rund um die mikrobiellen Brennstoffzellen sowie die exoelektrogenen und methanogenen Mikroorganismen maßgeblich zum positiven Gesamtergebnis beigetragen hat“, fügt Dr. Guido Meurer, Unit Head Strain Development bei Brain, hinzu.

Ende 2014 waren in Deutschland 7820 Biogasanlagen mit einer installierten Anlagenleistung von ca. 3.500 MW in Betrieb. Seit dem Jahr 2000 hat sich die Anlagenzahl damit mehr als versiebenfacht. Damit ersetzen die Biogasanlagen bereits heute in Deutschland mehr als zwei Atomkraftwerke und versorgen über zehn Millionen Haushalte mit 27 Milliarden Kilowattstunden Strom pro Jahr (4.3 % der Bruttostromerzeugung).

Allein in Deutschland arbeiteten in der Biogas-Branche 2013 etwa 40.000 Mitarbeiter, die insgesamt 6.6 Milliarden Euro Umsatz erwirtschafteten. Etwa 40 % des Umsatzes wurden mit Auslandsgeschäft erwirtschaftet.

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Stand vom 15.04.2021

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Prozessoptimierung von Biogasanlagen

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