ACETA: Bioprozesstechnische Optimierung zweistufiger landwirtschaftlicher Biogasanlagen

Hydrolyse- und Versäuerungsstufen erfahren als Komponente großtechnischer Biogas­anlagen eine zunehmende Verbreitung. Der Anteil der deutschen landwirtschaftlichen Biogasanlagen, die mit einer Hydrolyse- und Versäuerungsstufe ausgestattet sind, dürfte zurzeit zwischen 10 und 20 % liegen. Angesichts eines aktuellen Gesamtbestandes der deutschen Biogasanlagen von mehr als 7.100 Anlagen wird die Relevanz eines wirtschaftlich und prozesstechnisch optimalen Betriebs dieser Anlagenkomponenten für die Wirtschaft und die Umwelt (vor allem das Klima) deutlich.  Praxisuntersuchungen haben allerdings gezeigt, dass eine fehlerhafte Auslegung der Hydro­lyse- und Versäuerungsstufen sehr weit verbreitet ist. Energieverluste (Wasserstoff- und Methanemissionen), hohe Betriebsaufwendungen und unnötige Klimagasemissionen (Methan) sind häufige Folgen. Wesentliche Ursache dieser unerwünschten Entwicklung ist das Fehlen geeigneter Planungsgrundlagen: ideologische Auffassungen dominieren anstelle einer soliden Prozessauslegung. Mit dem Verbundprojekt AcEta sollen durch Felduntersuchungen an großtechnischen Hydrolyse- und Versäuerungsstufen, molekularbiologische Populationsanalysen, kinetische Untersuchungen im Labor, die Zusammenstellung von Faustzahlen für die Hydro­lyse/Versäuerung und die Erarbeitung von Auslegungsempfehlungen die dringend benötig­ten Grundlagen für die fundierte Auslegung und den effizienten Betrieb von Hydrolyse- und Versäuerungen geschaffen werden.

Hydolysis and acido-/acetogenesis process steps as a component of large scale biogas plants are more and more used in practice. About 10 20 % of the agricultural biogas plants in Germany are equipped with hydrolysis and acido-/acetogenic process units. Considering the actual number of German biogas plants of about more than 7100 plants the relevance of an economic and with regard to the process itself optimized operation of these system components for the economy and environment (especially climate) becomes evident. Practical investigations have shown that wrongly designed hydrolysis and acido-/acetogenesis process steps are quite common. Losses in energy (emissions of hydrogen and methane), high operational efforts and unwanted emissions of greenhouse gases (methane) are typical consequences, occurring quite frequently. Main reason for this undesired evolution is that suitable design information is missing: ideological approaches dominate over concrete process design. In the frame of the joint project AcEta and by means of field examinations at large scale hydrolysis- and acido-/acetogenesis process units will be investigated with regard to microbiological population analyses. In combination with kinetic experiments in lab scale, compilation of process  data and the elaboration of design recommendations the urgently needed basic information for the reliable design and efficient operation of hydrolysis- and acido-/acetogenesis process steps will be determined.