Viele der rund 8 000 Biogasanlagen in Deutschland werden momentan nicht optimal betrieben. Ein unvollständiger Abbau der Substrate, eine mangelnde und schwankende Biogasausbeute, Übersäuerung oder Schaumbildung können die Folgen sein. Der Betrieb der Biogasanlagen ist daher oftmals nicht wirtschaftlich und in Abhängigkeit vom Erneuerbare-Energien-Gesetz nur durch Subventionen möglich.

Die Herausforderung liegt im „Inneren“ der Biogasanlagen: Biologische Stoffwechselvorgänge in den Anlagen sind sehr komplex und es gibt keine zuverlässigen, einfach zu messenden Indikatoren für die frühzeitige Erkennung entstehender Störungen. Einfach zu messende Parameter, wie beispielsweise der pH-Wert im Reaktor, hohe Konzentrationen von Ammoniak oder Schwefelwasserstoff im Biogas, lassen eine Störung erst erkennen, wenn sie weit fortgeschritten ist und erhebliche Einbrüche in der Biogasproduktion nicht mehr zu vermeiden sind. Im Extremfall können die biologischen Abbauprozesse sogar vollständig zum Erliegen kommen.

Erhöhung der Effizienz und eine leichtere Bedienbarkeit von Biogasanlagen

Das neu gestartete Forschungsprojekt MOST verfolgt das Ziel, Prozessabläufe in den Anlagen genauer zu verstehen, wesentliche Prozessparameter zu erfassen und durch eine effiziente Regelung von Biogasanlagen die Energieausbeute zu optimieren. Eine Erhöhung der Effizienz und eine leichtere Bedienbarkeit der Anlagen würden diese damit auch für kleinere und mittlere Betreiber interessant werden lassen. Vielen landwirtschaftlichen Betrieben würde sich damit die Möglichkeit eröffnen, Biogasanlagen wirtschaftlich zu betreiben.

"Die optimale Prozesssteuerung in Biogasanlagen ist eine nicht vollständig gelöste Herausforderung“, erklärt Projektleiter Prof. Dr. Dieter Bryniok, Inhaber der Professur Umweltbiotechnologie an der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) und Stellvertretender Abteilungsleiter Umweltbiotechnologie und Bioverfahrenstechnik am Fraunhofer IGB. "Die größte messtechnische Herausforderung ist dabei, passende Sensoren für die Anlagen zu entwickeln, die zu einer möglichst automatisierten Prozesssteuerung beitragen.“ MOST zeichne als Forschungsprojekt insbesondere die Multidisziplinarität der Inhalte und beteiligten Partner aus, so Bryniok weiter. „MOST vereint verschiedene Ansätze: Biogasanalgen werden sowohl von Seiten der mathematischen Modellierung, der elektrochemischen Sensorentwicklung, der molekularbiologischen Populationsanalyse, der mikrobiologischen Stoffwechselreaktionen wie auch der Bioprozesstechnik erforscht.“