CAFIPLA-Projekt entwickelt innovatives Verfahren zur Vorbehandlung von Biomasse für die Bioökonomie
Die Verwendung von Biomasse für die Bioökonomie konzentriert sich bislang
vornehmlich auf Rohstoffe auf Zucker- oder Stärkebasis, die mit hohen
Kosten für die Umwelt im Hinblick auf die Landnutzung sowie auf den
Energie- und Ressourcenverbrauch verbunden sind. Ziel des
Forschungsprojekts „CAFIPLA“ mit Beteiligung des Deutschen
Biomasseforschungszentrums (DBFZ) war es vor diesem Hintergrund,
mindestens 80 Prozent biogenen Abfalls aus Haushalten als gemischte
Eingangsbiomasse zur Erzeugung von Plattformchemikalien und zur
Faserrückgewinnung zu nutzen. Hierfür konnte im Vorhaben ein pragmatischer
Ansatz für die Vorbehandlung von Biomasse umgesetzt werden.
Im dreijährigen EU-Vorhaben „Combining carboxylic acid production and
fibre recovery as an innovative, cost-effective and sustainable pre-
treatment process for heterogeneous bio-waste“ (CAFIPLA) wurde das
Potenzial biogener Abfallströme als Ausgangsmaterial für die Bioökonomie
erschlossen. Im Gegensatz zu den derzeitigen Bioökonomiesystemen, die von
zuckerbasierten Umwandlungen dominiert werden, stützt sich das CAFIPLA-
Projekt dabei auf die Kombination einer Carbonsäureplattform (CAP) sowie
einer Faserrückgewinnungsplattform (FRP), um Biomasse zu Biochemikalien,
Bioprodukten, Futtermitteln und Biomaterialien aufzuwerten.
In der in Teneville (Südbelgien) errichteten Pilotanlage können parallel
zwei Fraktionen von Biomasse (trocken und feucht) im sogenannten „CAFIPLA
LOOP“ fermentiert bzw. zu Faserstoffen verarbeitet werden. Der „Nasse Weg“
fermentiert die Biomasse, der Gärrest wird anschließend gepresst und
filtriert. Die resultierende Flüssigkeit ist ein SCCA-Konzentrat, welches
als Ausgangsstoff für die Produktion von Bioplastik, mittelkettigen
Milchsäuren und mikrobiellem Protein dient. Die kurzkettigen
Carboxylsäuren können darüber hinaus zu mikrobiellem Proteinpulver für
Nahrungs- und Futtermittelzusatz und Dünger weiterverarbeitet werden. Die
faserrückstände des Gärrestes sowie zerkleinerte Grün- und Papierabfälle
dienen als Zuschlagstoff für biogene Verbandstoffe, Isolier- und
Dämmmaterialien, die über den „trockenen Weg“ aus Grünschnitt gewonnen
werden.
Als Projektpartner haben Wissenschaftler:innen des DBFZ technisch und
legal nutzbaren Biomassen rund um die Pilotanlage kartiert und
quantifiziert. Für die EU-weite Etablierung der Technologie wurde zudem
ein Dashboard, der EU-Potential-Atlas (siehe Link) entwickelt. Im
interaktiven Tool werden nicht nur die Gebiete mit hohem theoretischem
Potential der einzelnen Biomassen visualisiert, sondern auch die zeitliche
Entwicklung von 2010 bis 2020 der Mengen angeben und Regionen verglichen.
Der Nutzende kann europaweit zwischen Ländern (NUTS 0) und Gemeindeebene
(NUTS 3) wählen.
Im Zuge des Biomasse-Screenings haben Wissenschaftler:innen des DBFZ auch
die Verwertungskette von der Biomassequelle bis hin zum CAFIPLA LOOP auf
seine sozio-ökonomischen Aspekte untersucht. Hierfür wurden unter anderem
Workshops mit Abfallunternehmen, Biomassebesitzer:innen,
Wissenschaftler:innen, Technologieunternehmen, Organisationen im Bereich
Biomassenutzung sowie mit politischen Entscheidungstragenden durchgeführt.
Hierbei fiel insbesondere die ungenaue und sich stetig ändernde
Gesetzgebung in der EU, aber auch einzelner Regionen auf, die eine
schnellere Etablierung neuer Verwertungspfade von Bioabfällen behindert.
Zudem brauche es, so die Erkenntnis der beteiligten Wissenschaftler,
Zertifizierungsverfahren, um die Einhaltung von Standards abfallbasierten
Produkte zu gewährleisten und eine noch fehlende Akzeptanz der Bevölkerung
zu schaffen.
Projektwebseite:
https://cafipla.eu/
EU Potential-Atlas (BETA)
https://datalab.dbfz.de/resdb/
Methodenpaper zum Biomassepotential (Preprint):
https://essd.copernicus.org/pr
Recomendation Paper wie Bioabfall zukünftig besser genutzt werden kann:
https://www.mdpi.com/2071-1050
Smart Bioenergy – Innovationen für eine nachhaltige Zukunft
Das Deutsche Biomasseforschungszentrum arbeitet als zentraler und
unabhängiger Vordenker im Bereich der energetischen und stofflichen
Biomassenutzung an der Frage, wie die begrenzt verfügbaren
Biomasseressourcen nachhaltig und mit höchster Effizienz und Effektivität
zum bestehenden und zukünftigen Energiesystem beitragen können. Im Rahmen
der Forschungstätigkeit identifiziert, entwickelt, begleitet, evaluiert
und demonstriert das DBFZ die vielversprechendsten Anwendungsfelder für
Bioenergie und die besonders positiv herausragenden Beispiele gemeinsam
mit Partnern aus Forschung, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Mit der Arbeit
des DBFZ soll das Wissen über die Möglichkeiten und Grenzen einer
energetischen und integrierten stofflichen Nutzung nachwachsender
Rohstoffe in einer biobasierten Wirtschaft insgesamt erweitert und die
herausragende Stellung des Industriestandortes Deutschland in diesem
Sektor dauerhaft abgesichert werden – www.dbfz.de.
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