Mit dem Ziel, die Vergärung von Biomasse in Biogasanlagen zu optimieren, suchen Mainzer Wissenschaftler nach leistungsfähigen Mikroorganismen.
Nach Auffassung von Forschern der Universität Mainz lässt sich die Herstellung von Biogas zur Energiegewinnung noch deutlich verbessern. Gute Chancen dafür sieht Professor Dr. Helmut König, Leiter des Instituts für Mikrobiologie und Weinforschung an der Universität Mainz, bei den mikrobiellen Prozessen zur Umwandlung von Biomasse in Methan:
„Bislang erhält man aus der Biomasse Biogas, das zu 50 bis 65 Volumenprozent aus Methan besteht. Die hydraulische Verweilzeit der Biomasse kann sicherlich mit optimierten Mikroorganismen noch wesentlich verbessert werden.“
Außerdem führe Übersäuerung öfters zu Gärstörungen, bei denen manchmal der gesamte Prozess zum Erliegen komme. Auch hier wollen die Wissenschaftler Lösungen suchen, weil methanogene Bakterien unter sauren Bedingungen nicht leben können.
„Wir untersuchen die Mikroorganismen in Biogasanlagen, identifizieren sie und untersuchen ihre physiologischen Leistungen. Dann gehen wir der Frage nach, ob es Kulturen gibt, die höhere Leistungen im Hinblick auf den Abbau von Pflanzenmaterial und die Biogasproduktion erbringen“, erklärt König.
Seine Arbeitsgruppe arbeitet dabei mit dem Prüf- und Forschungsinstitut (PFI) in Pirmasens zusammen, das Biogasanlagen in Rheinland-Pfalz betreut und die Verfahrenstechniken optimiert.
Große Hoffnungen setzen die Forscher auf lignocelluloseabbauende Darmmikrobiota von Termiten, die besonders in den Tropen und auch Subtropen vorkommen und dort innerhalb kürzester Zeit große Holzkonstruktionen und auch Holzhäuser zerstören.
„Das Geheimnis der Termiten ist ihre Zusammenarbeit mit Darmbakterien, Hefen und Flagellaten, die Lignocellulosepartikel in nur 24 Stunden abbauen und weltweit für die Produktion von schätzungsweise 100 Millionen Tonnen Methan verantwortlich sind.“
Den mikrobiellen Lignocelluloseabbau wollen sich die Mainzer Wissenschaftler zu Nutze machen:
Die beteiligten Bakterien und Hefen haben sie isoliert, zusammen mit dem PFI suchen sie nun nach Lösungen, wie Mais oder andere erneuerbare Rohstoffe so zerkleinert werden können, dass sich die kleinen Partikel optimal für den mikrobiellen Lignocelluloseabbau eignen und die Methanherstellung dadurch beschleunigt wird.
Ein weiteres Forschungsfeld, das Königs Arbeitsgruppe demnächst in Angriff nehmen will, ist die mikrobielle Methanisierung neuer Substrate. In Deutschland wird bisher in Biogasanlagen vorrangig Mais vergoren. Dies steht allerdings in der Kritik, weil Monokulturen dadurch zunehmen und der Nahrungsmittelproduktion ertragreiche Flächen entzogen werden. Interessant seien Alternativen wie heimischer Grasschnitt von Wiesen. Die mikrobielle Umsetzung von rohfaserhaltigem Gras wie auch anderer schwerer abbaubarer Biomasse zu Methan könnte durch die Entwicklung geeigneter Verfahren und den Einsatz ausgewählter Mikroorganismen verbessert werden.
