Während bisher vorrangig trockene Biomasse verwendet wird, um z. B. feste oder flüssige Energieträger herzustellen, lohnt sich die Nutzung feuchter, lignocellulosehaltiger Biomasse häufig nicht. Der Grund: Bioabfälle, Reste aus der Lebensmittelindustrie oder Ernterückstände haben in der Regel einen hohen Wassergehalt und fallen zudem häufig dezentral an. Dementsprechend kostenintensiv bzw. in manchen Fällen gar nicht realisierbar sind deren Transport und Lagerung. Die Trocknung ist ebenfalls ein hoher Kostenfaktor.

Mit genau diesen Themen beschäftigte sich der von Fraunhofer UMSICHT initiierte Innovationscluster Bioenergy. Start des auf vier Jahre angelegten Projekts war der 1. Januar 2012. »Unser Hauptziel war die Bereitstellung von Technologien, die mobil und dezentral eingesetzt werden können, um aus lignocellulosehaltiger und/oder feuchter Biomasse sowie entsprechenden Reststoffen lager- und transportwerte Zwischenprodukte herzustellen«, erklärt Prof. Görge Deerberg, stellv. Institutsleiter Fraunhofer UMSICHT und Projektleiter des Innovationsclusters Bioenergy. Die Zwischenprodukte können perspektivisch in der chemischen Industrie, Kosmetikindustrie oder in der Energietechnik verarbeitet werden. Prof. Deerberg weiter: »Sämtliche im Rahmen des Clusters betrachteten Technologien und Konzepte stehen nicht in Nutzungskonkurrenz zur Lebensmittelproduktion.«

Bessere Vernetzung der Unternehmen

Allgemeine, grundlegende und vorbereitende Aspekte wurden zunächst in einem öffentlich geförderten Part bearbeitet. Die Entwicklung anwendungsbezogener Technologien erfolgte in einem überwiegend unternehmensfinanzierten Teil – insgesamt 15 Industriepartner haben sich am Cluster beteiligt. »Wir haben großen Wert darauf gelegt, die beteiligten Unternehmen auch untereinander besser zu vernetzen und so ggf. neue Projektansätze zu generieren«, sagt Dr. Esther Stahl, Leiterin der Geschäftsstelle des Clusters.

Im Bereich Hydrothermale Carbonisierung (HTC) etwa, einem Verfahren zur Verkohlung von Biomasse, hat Fraunhofer UMSICHT nach erfolgreichen Labor- und Technikumsversuchen Anlagenkonzepte entwickelt. In Zusammenarbeit mit Gronemeyer & Banck GmbH & Co. KG, einem Hersteller für Druckkessel, wurden schließlich zwei größere Versuchsanlagen realisiert. Gemeinsam mit Phytowelt GreenTechnologies GmbH und der Hochschule Niederrhein wurde ein Konzept für einen Bioraffineriestandort erarbeitet. »Ein weiteres Teilprojekt des Clusters sind wir mit dem Landmaschinenhersteller CLAAS KGaA mbH angegangen. Halmgutartige Biomasse wie Stroh wird dabei durch Schnellpyrolyse, also die schnelle thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen bei hohen Temperaturen ohne zusätzliche Zufuhr von Sauerstoff, zu einer flüssigen Fraktion, einem Koks und einem Gas umgesetzt«, fügt Dr. Stahl hinzu. Die Forscherinnen und Forscher haben sich hierbei mit einem dezentralen Anlagenkonzept beschäftigt und neben ausführlichen Tests an zwei Versuchsanlagen Nutzungspfade für die Produkte erarbeitet.

Positives Fazit

Der Innovationscluster Bioenergy endete am 31. Dezember 2015. Die Beteiligten ziehen ein durchweg positives Fazit. »Es ist uns gelungen, das Themenfeld intensiv zu erschließen. Wir haben neben unseren wissenschaftlich-technischen Ergebnissen eine Vielzahl von Entwicklungen um den Cluster herum mit den vorhandenen Partnern und auch anderen Unternehmen schaffen können«, so Prof. Deerberg. Da Bioenergie anderorts ebenfalls ein großes Thema ist, gibt es Bestrebungen einiger Cluster-Partner, die Internationalisierung ihrer Technologien voranzubringen.

Partner
15 Industriepartner, zwei Forschungspartner, ein Netzwerkpartner: Airtech Stickstoff GmbH, Aquattro GmbH, CLAAS KGaA mbH, EnergieAgentur.NRW GmbH (Netzwerk Kraftstoffe und Antriebe der Zukunft), Entrade GmbH, Franz-Josef Kipp GmbH & Co. KG, GEA Westfalia Separator Group GmbH, GRONEMEYER & BANCK GmbH & Co. KG, Kreis Weseler Abfallgesellschaft mbH & Co. KG, Loick Biowertstoff GmbH, :metabolon/Bergischer Abfallwirtschaftsverband, Pfeifer & Langen GmbH & Co. KG, Phytowelt GreenTechnologies GmbH, PROWICO Proteingewinnungs GmbH, Ruhr-Universität Bochum, STEAG GmbH, Thünen-Institut für Holzforschung (TI), Wirtschaftsbetrieb Hagen WBH

Verantwortliche Personen bei Fraunhofer UMSICHT
Prof. Görge Deerberg (Projektleitung), Dr. Esther Stahl (Leitung Geschäftsstelle Innovationscluster) und Kerstin Schwarze-Benning (Vertretung), Nina Junen (Verwaltung), Hans-Jürgen Körner, Tim Schulzke, Josef Robert und Dr. Esther Stahl (Leitung Leuchtturmprojekte).

Förderung
Der Fraunhofer-Innovationscluster Bioenergy wurde vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen (MIWF) aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und mit Mitteln der Fraunhofer-Gesellschaft gefördert sowie durch Industriebeiträge finanziert.