Holzabfälle werden zu Biowasserstoff

Technik, 28.01.25
Claudia Stieglecker
Holzabfälle werden bislang kostenintensiv entsorgt und in Verbrennungsanlagen allenfalls energetisch verwertet - in der deutschen Region Schwarzwald nutzen Forschende die Ressource nun zur Herstellung von Biowasserstoff.

In der Region Schwarzwald sind zahlreiche holzverarbeitende Unternehmen ansässig, unter anderem viele Möbelhersteller. Bei der Verarbeitung der Möbel, aber auch bei der Entsorgung von Paletten und beim Abbruch von Gebäuden fallen große Mengen an Holzabfällen an, die bislang in Verbrennungsanlagen entsorgt werden. Da Altholz häufig Holzschutzmittel enthält, muss die Abluft der Verbrennung zudem kostenintensiv gereinigt werden. Für Fraunhofer-Forschende war dies der Anlass, nach alternativen Nutzungsmöglichkeiten des regionalen Holzabfalls zu suchen. Die Idee: Man könnte das Rest- und Altholz für die Herstellung von regenerativem Wasserstoff verwenden und mithilfe biotechnologischer Prozesse Biowasserstoff aus den Abfällen gewinnen – ganz im Sinne einer holzbasierten Kreislaufwirtschaft.

MEHRSTUFIGES VERFAHREN

Die Forschenden nutzen im Verbundvorhabens „H2Wood – BlackForest“ den aus dem Holz gewonnenen Zucker für die Produktion von Wasserstoff mittels Bakterien. Dabei entstehendes CO2 setzen sie für die Herstellung von Mikroalgen ein, die auch Wasserstoff produzieren können. Der Herstellungsprozess des Biowasserstoffs startet mit der Vorbehandlung des Alt- und Restholzes, bei der die Holzfasern von Lignin befreit werden, das als eines der Koppelprodukte vielseitig einsetzbar ist – etwa in Verbundwerkstoffen.

HUNGRIGE MIKROALGEN

Bei der folgenden biotechnologischen Umwandlung des Holzes durch Bakterien wird neben Wasserstoff CO2 freigesetzt. Aus dem Gasgemisch trennen die Forschenden das CO2 ab und führen es dem Algenreaktor, einem Photobioreaktor, zu. Die Mikroalgen sind in der Lage, als Kohlenstoff-Quelle CO2 zu nutzen, und sich zu vermehren. CO2 stellt also die Nahrung für die Mikroalgen dar und geht nicht als schädliches Klimagas in die Abluft. Die Mikroalgen synthetisieren daraus unter Lichteinfluss Carotinoide beziehungsweise Pigmente als weitere, von unterschiedlichen Industriebranchen verwertbare Koppelprodukte.

HOHE AUSBEUTE ERWARTET

Im nächsten Schritt werden die Mikroalgen dann in einen speziell dafür entwickelten Reaktor überführt, in dem sie mittels direkter Photolyse Wasserstoff freisetzen. Die Projektpartner rechnen bei diesem Verfahren mit einer hohen Ausbeute, eine erweiterbare Pilotanlage mit den drei Bioreaktoren soll hierzu noch Anfang diesen Jahres am Campus Schwarzwald den Betrieb aufnehmen. Unterschiedliche Prozessschritte ließen sich künftig modular kombinieren – eine ideale Voraussetzung für die Erprobung neuer Technologien, heißt es.