Biogas aus Strohpellets

Verbundvorhaben: StroPellGas - Nachhaltiger Einsatz von Strohpellets zur Biogaserzeugung

Im Rahmen eines dreijährigen Forschungsprojekts  haben die Universität Göttingen und die HAWK Göttingen den Einsatz von Strohpellets in Biogasanlagen untersucht.  Erste Untersuchungen zur Vergärung von Strohpellets zeigen, dass die Probleme, die bei der Vergärung von unverarbeitetem Stroh auftreten können, durch die Pelletierung stark reduziert werden. Es fehlt jedoch aktuell insbesondere eine Beurteilung der technischen Eigenschaften und des Vergärungsverhalten von reinen Getreidestrohpellets, die aus verschiedenen Getreidearten sowie mit unterschiedlichen Pelletierverfahren hergestellt wurden. Ziel des vorliegenden Beitrags ist es daher, verschiedene Arten von Strohpellets aus unterschiedlichen Pelletierverfahren ohne Zusatzstoffe zu charakterisieren und die Eignung für die Biogaserzeugung durch Batch- und Kontiversuche zu validieren. Durch Technikumsversuche in Kombination mit einer großtechnisch angelegten Versuchsphase an einer Praxis-Biogasanlage sollen die prozessbiologische und verfahrenstechnische Eignung für die landwirtschaftliche Biogaserzeugung überprüft und erste Handlungsempfehlungen für Biogasanlagenbetreiber und Beratungsinstitutionen gegeben werden. Das Projekt wurde gefördert durch die FNR.

Für Fragen zum Projekt können Sie sich gerne an uns wenden:

Sören Mohrmann (Ökonomie, Anwendung in der Praxis)

Dirk Augustin (Versuchsanlage, Pellets in der Praxis)

Meike Walz (Charakterisierung von Strohpellets, Biogasertragspotenzial)

Kirsten Loewe (Biogaserträge, kontinuierliche Versuche, Pellets als Co-Substrat)

Fabian Gievers (Ökobilanzierung)

Weitere Details zum Forschungsprojekt finden Sie auch in der Projektdatenbank  der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) e.V.

Das diesem Bericht zugrundeliegende Vorhaben wurde aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages mit Mitteln des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) als Projektträger des BMEL für das Förderprogramm Nachwachsende Rohstoffe unterstützt.

Holzpellets sind ein regenerativer Brennstoff, der zum Heizen in Einzelöfen für das Wohnzimmer bis hin zur Zentralheizung größerer Gebäude eingesetzt wird. In modernen Heizungsanlagen gewährleisten Pellets eine emissionsarme Wärmeversorgung. Die automatisch beschickten Anlagen sind bis auf das gelegentliche Entleeren des Aschekastens weitgehend wartungsfrei. 

Bei der Produktion und Handhabung der Pellets entsteht durch Abrieb allerdings immer ein gewisser Feinanteil. Enthalten Pellets größere Mengen dieser feinen Partikel, kann das zu Problemen in der Zuführung zum Kessel oder zu einer ungleichmäßigen Verbrennung führen. Für Qualitätspellets ist der Anteil auf höchstens 1 % festgelegt. Daher ist eine zuverlässige Kontrolle des Feinanteils ein unerlässlicher Bestandteil der Qualitätskontrolle von Pellets.

Aktuell wird der Feinanteil, der alle Partikel < 3,15 mm umfasst, nach DIN EN ISO 18486 mittels einer manuellen Siebung bestimmt, wobei die Durchführungsbestimmungen Spielraum für individuelle Abweichungen lassen. Im Rahmen des Projekts "Development and validation of a a reference method to determine the amount of fines in quantities of pellet" wurde im Labor für Brennstoff-Boden und Umweltanalytik der HAWK eine neue Methode entwickelt, mit der der Pellet-Feinanteil präziser und reproduzierbarer bestimmt werden kann. Finanziert wurde das Projekt durch den europäischen Pellet-Verband und Industrieunternehmen, für die diese Methode besonders wichtig ist.

Wichtigster Bestandteil der neuen Methode ist die Verwendung einer Schablone (siehe Abbildung), in der das Sieb im Kreis bewegt wird. Nicht nur die Größe der Schablone, sondern auch Anzahl und Geschwindigkeit der Kreisbewegungen sind festgelegt, so dass die Bewegung sehr gleichmäßig ausgeführt werden kann und Abweichungen bei der Durchführung mit zwei Personen durchschnittlich unter 2 % betrugen. Die Wiederfindung definierter Feinanteilgehalte lag bei über 97 %. Zusätzlich wurden Verfahren festgelegt zu Bestimmung des gröberen Feinanteils (< 5,6 mm), der Probleme in der Brennstoffzufuhr des Kessels verursachen kann und der sehr feinen Partikel, die bei der Lagerung in Bezug auf den Explosionsschutz relevant sind.

Die neue Methode liegt bereits als Normenentwurf vor und befindet sich im internationalen Abstimmungs- und Überarbeitungsprozess. In dem Zuge wird die Methode noch durch Daten aus einem internationalen Laborvergleich ergänzt. Dieser zweite Bestandteil des Projektes, der die Zuverlässigkeit der Methode bei der Durchführung in unterschiedlichen Laboren nachweisen soll, wird von dem Österreichischem Projektpartner Institut für Bioenergie (BEA) durchgeführt.

Die Entwicklung dieser neuen Methode zur Bestimmung des Pellet-Feinanteils ist ein gutes Beispiel für die Wechselwirkung von Mitarbeit in Normengremium und Forschungstätigkeit. In diesem Fall war die Anforderung zur Überarbeitung einer Analysenmethode die Basis für das Forschungsprojekt, dessen Ergebnisse unmittelbar in die neue Norm einflossen. 

Bei Interesse wenden Sie sich bitte an Herrn Dr. Volker Zelinski