UFZ-Newsletter Juli 2015

4 UFZ-Newsletter | Juli 2015 Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ Elodea-Biomasse als Co-Substrat lenden Wasserpflanzen verarbeiten können. Für den großen Rest müssen sich andere Abnehmer finden. Die vielversprechendsten Möglichkeiten sehen die Forscher dabei im Energie-Bereich. Kosten- und Legitimati- onsdruck lassen die Betreiber von Biogas- anlagen immer stärker nach alternativen Substraten für Biogasanlagen suchen, die nicht in Konkurrenz zu Ackerfläche und Nah- rungsmitteln stehen. Bakterien in Biogas- anlagen können schließlich alle möglichen Pflanzenmaterialien zersetzen. Im Labor haben die UFZ-Mitarbeiter deshalb getestet, wie gut die Gasproduktion auf Elodea-Basis klappt. Dazu haben sie Pflanzenproben aus fünf deutschen Seen untersucht. „Die Er- gebnisse sind vielversprechend“, resümiert Andreas Zehnsdorf. Aus einem Kilogramm der organischen Bestandteile von getrock- neter Wasserpest ließen sich im Durch- schnitt immerhin 450 Liter Gas gewinnen. Das sind etwa 70 Prozent des Wertes von Chlorophyll und verschiedene Vitamine – vergleichbare Inhaltsstoffe wie Algen, auf deren Basis bereits viele Kosmetikpro- dukte hergestellt werden. Während deren Produktionskosten je nach Standort und Kultivierungsverfahren für die marktdomi- nierenden Arten nach Literaturangaben zwischen 2 und 70 US-Dollar pro Kilogramm Trockengewicht liegen, fällt die Biomasse aquatischer Makrophyten bei notwendiger Entkrautung praktisch kostenlos an. Also haben sich die Forscher mit der Salbenma- nufaktur Beti Lue in Leipzig zusammenge- tan. Dort hat die Chemikerin Dr. Friederike Fellmer das Rezept für eine Elodea-Creme ausgetüftelt, die inzwischen marktreif ist und über die Goitzsche-Tourismus GmbH in Bitterfeld – direkt an dem See, in dem die für die Creme verwendete Elodea wächst – bezogen werden kann. Allerdings wird die Kosmetikbranche auch künftig nur relativ geringe Mengen der anfal- Maissilage, die durchschnittlich 650 Liter pro Kilogramm Organik liefert. Allerdings liegt der Wassergehalt von Elodea mit 80 bis 90 Prozent wesentlich höher als bei Maissilage, die es nur auf 65 bis 70 Prozent bringt. Bezo- gen auf die Frischmasse lassen sich mit der Wasserpflanze daher nur etwa 20 Prozent der Gasausbeute erreichen. Für größere Mengen Wasserpflanzen könn- ten Biogasanlagen dennoch interessante Abnehmer sein – auch wenn der komplette Ersatz von Anbaubiomasse wie Mais aus technologischen und ökonomischen Gründen unrealistisch ist. Eine sinnvolle Ergänzung könnten sie leisten, indem sie mit trocke- nerem Pflanzenmaterial versetzt werden. „Selbst wenn wir nur fünf Prozent Elodea in das Substrat mischen, können wir schon viel Material verwerten“, sagt Andreas Zehnsdorf. Eine Biogasanlage mittlerer Größe mit 500 Kilowatt Leistung würde dann an einem Tag immerhin sechs Tonnen Wasserpest verbrau- chen – und zwar, ohne dass ihre Gasausbeu- te nennenswert geringer ausfiele. „Vielleicht hat der Elodea-Zusatz sogar weitere Vorteile“, meint der Leipziger Wis- senschaftler. Schließlich enthält die Pflanze reichlich Spurenelemente wie Eisen sowie Kalium und Magnesium. Diese Substanzen sind wichtig für den Stoffwechsel der gaser- zeugenden Mikroorganismen und müssen den Substraten von Biogasanlagen daher oft extra zugeführt werden. Die dazu eingesetz- ten Präparate könnten die Anlagenbetreiber möglicherweise einsparen, wenn das Subs trat einen gewissen Prozentsatz Wasserpest enthält. Unterschiedliche Verarbeitungsstufen der Wasserpflanzen-Biomasse (v.l.n.r.): frisch, getrocknet, gemahlen, extrahiert. Die Wissenschaftler nutzen diese Verarbeitungsstufen, um über die Analyse von Inhaltsstoffen das Potenzial der Pflanzen und den optimalen Erntezeitpunkt für die verschiedenen Nutzungsoptionen zu ermitteln. (Foto: André Künzelmann, UFZ) Technikumsversuche mit Elodea-Bio- masse als Co-Substrat in Biogasan- lagen. Trotz des guten Gaspotenzials – immerhin 70 % des Gasertrags aus Mais – ist aufgrund des hohen Was- sergehaltes der Pflanzen ihr Einsatz als Hauptsubstrat ökonomisch und technologisch unrealistisch. Den Wissenschaftlern geht es darum, die optimale Mischung von verschiede- nen Substraten mit Wasserpflanzen zu ermitteln. SpeziﬁscherGasertrag,NL/kgoTS Verhältnis Elodea : Maissilage, % 30:70 600 700 500 500 300 200 100 0 50:50 70:30 100:0 Gesamtbiogas Methan 50:5070:30100:0

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