Technische Universität Bergakademie Freiberg - Fakultät für Maschinenbau, Verfahrens- und Energietechnik - Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik - Professur Gas- und Wärmetechnische Anlagen
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09599 Freiberg

2220NR074B

01.07.2022

Der Fokus des geplanten Projektes "PhaNoMix" liegt auf der Untersuchung, züchterischen Optimierung und Etablierung von Mischanbausystemen mit Rohrglanzgras und Leguminosen (Rotklee, Steinklee), um eine Verbesserung der Ressourceneffizienz und Stressresilienz der Pflanzenbestände sowie Erhöhung der Bioenergieerträge pro Flächeneinheit und Biodiversität der Kulturlandschaft zu erreichen. In dem bearbeiteten Teilvorhaben werden die einzelnen Komponenten für den Mischanbau zunächst hinsichtlich ihrer Phosphor- und Spurenelement-erschließungseffizienz charakterisiert und bewertet, worauf basierend eine Etablierung von Nährstoffeffizienten Mischbeständen erfolgt. Bei der energetischen Verwertung der Biomasse werden sowohl die Verbrennung als auch die anaerobe Fermentation berücksichtigt werden, wobei der Schwerpunkt der Untersuchungen in dem Vorhaben die anaerobe Fermentation einnehmen wird, da sich mit der Nutzung der Gärreste als Dünger Nährstoffkreisläufe schließen lassen, was insbesondere für den landwirtschaftlichen Phosphorkreislauf ökologische Vorteile bietet. Bei der Verfahrensentwicklung wird zunächst der generelle Einfluss von Kumarin auf die Prozessstabilität bei der anaeroben Fermentation untersucht und der Einfluss von Kumaringehalten in Steinklee evaluiert. Die Fermentation wird hinsichtlich des günstigsten Mischungsverhältnisses der Substratmischung und der höchsten Biogasausbeute optimiert werden. Im Zuge der Prozessentwicklung werden bei der Verbrennung und Fermentation die maximal mögliche Einsatzmenge von Rohrglanzgras, der Einfluss des Leguminosenanteils auf die Vergärung und Verbrennung, Gasmenge und -qualität, sowie entstehende Abgasemissionen ermittelt und wichtige Prozessparameter bewertet. Darauf aufbauend werden die günstigsten Komponenten für den Mischanbau in Feldversuchen im Hinblick auf Ressourceneffizienz in der Rhizosphäre bewertet und die Biomasse in die etablierten Verfahren eingeführt, was zur abschließenden Erfolgskontrolle dienen wird.