Dunkle Fermentation gewinnt Bio-Wasserstoff und Methan aus Abwasser
Das Forschungsteam um Prof. Dr. Elmar Brügging, Juliana Rolf und Sören Kamphus unserer Hochschule schließt das Forschungsprojekt HyTech ab. Mithilfe der dunklen Fermentation gewinnt eine Anlage Bio-Wasserstoff und Methan aus industriellem Abwasser.
Juliana Rolf und Sören Kamphus haben das Forschungsprojekt HyTech betreut. (Foto: FH Münster/Thuy Kieu Duong)
„In den Abwasser- und Reststoffströmen vieler Unternehmen, insbesondere in der lebensmittelverarbeitenden Industrie, steckt ein großes Energiepotenzial.“ So lautet das Fazit von Juliana Rolf und Sören Kamphus zum Forschungsprojekt HyTech, das sie unter Leitung von Prof. Dr. Elmar Brügging am Fachbereich Energie – Gebäude – Umwelt unserer Hochschule durchgeführt haben. Das Forschungsteam hat darin untersucht, wie man aus stärkehaltigem Abwasser nachhaltig Bio-Wasserstoff und Methan gewinnen kann – und zwar mithilfe der dunklen Fermentation. Zwei Reaktoren erzeugen in einer selbst konstruierten Anlage die begehrten Gase mithilfe von Bakterien unter Abwesenheit von Sauerstoff und Licht. Außerdem entstehen organische Säuren. „Viele Unternehmen leiten ihre Abwässer einfach ins Klärwerk, doch wir haben festgestellt, dass sie diese auch energetisch nutzen und damit ihren CO2-Fußabdruck reduzieren können“, so Rolf.
Als das Team im Frühjahr 2021 seine Anlage auf dem Technologie-Campus Steinfurt in Betrieb genommen hat, sorgte dies für großes Interesse sowohl in der Industrie als auch medial. „Wir haben zahlreiche Anfragen von kleinen und mittelständischen Unternehmen bekommen, die mit uns zusammenarbeiten wollten, und auch die Presse und das Fernsehen berichteten über das Verfahren“, erinnert sich Rolf. Ein Segen für die Forscher*innen, denn so kamen sie an viele Abwasserproben, die sie in der Anlage prüfen konnten. „Wir haben mehr als 60 Reststoffströme untersucht. Besonders effizient waren die der lebensmittelverarbeitenden Industrie zum Beispiel von Brauereien, Süßwarenherstellern oder der Kartoffelverarbeitung.“
„Der so gewonnene Wasserstoff kann einen Teil des Erdgas-Verbrauchs der Unternehmen decken“, sagt Kamphus. Für die optimale Nutzung der HyTech-Anlage sei jedoch noch weitere Forschung nötig, um sie in größerem Maßstab aufbauen zu können und ihre Betriebskosten zu optimieren. Das Ingenieurbüro EMCEL prüfte als Projektpartner die Anlage auf ihre Wirtschaftlichkeit und Nutzungsmöglichkeiten. Die Ergebnisse ihrer Forschung halten Brügging, Rolf und Kamphus in einem abschließenden Forschungsbericht fest, der voraussichtlich im Laufe des Jahres in der Technischen Informationsbibliothek Hannover öffentlich zugänglich sein wird. Interessierten Unternehmen kann er auch als Handreichung dienen, um selbst eine solche Anlage in Betrieb zu nehmen.
Die Forschung an der dunklen Fermentation führt das Team nun im Folgeprojekt Solidscore weiter, in dem es das Verfahren auch auf Feststoffe anwendet. „Wir haben generell bewiesen, dass die Methode funktioniert, aber es besteht noch weiterer Forschungsbedarf“, so Kamphus. „Bei Solidscore werden wir nun unter anderem prüfen, wie viel CO2 durch die dunkle Fermentation tatsächlich eingespart werden kann.“