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Das Rheinische Revier soll zu einer nachhaltigen Modellregion werden – Kernpunkte dabei sind der Aufbau einer autarken Versorgung mit erneuerbaren Energien sowie einer Kreislaufwirtschaft. Die Nutzung von Biogas spielt in diesen Planungen eine wichtige Rolle. Wie Biogasanlagen mit heimischen Roh- und Reststoffen zuverlässig betrieben werden können, wird am FH-Institut NOWUM-Energy im Rahmen des Projekts PHOENIX – Launch Space Power-to-X erforscht, an dem mehrere Forschungspartner beteiligt sind. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR), koordiniert wird es durch das Institute of Energy Technologies, IET-1: Grundlagen der Elektrochemie des Forschungszentrums Jülich.

Von außen unterscheidet sich der blaue Zwanzig-Fuß-Container im Innenhof des Campus Jülich nicht von denen, die täglich auf den Straßen und Schienen der Republik unterwegs sind. Doch im Inneren steckt eine komplette Biogasforschungsanlage, die rund 450.000 Euro gekostet hat. Kernstück der Anlage ist der knapp zwei Meter hohe Fermenter mit einem Arbeitsvolumen von 150 Litern. Larissa Terkatz betreibt die Anlage gemeinsam mit Arno Firmenich und der Gruppenleiterin Dr. Simone Krafft. “Wir möchten im Rahmen des Projekts herausfinden, welche Stoffe aus dem Rheinischen Revier man nutzen kann, um Biogas zu erzeugen”, erläutert sie. Dabei verfolgen sie zwei Grundideen – zum einen geht es um Reststoffe, die in verschiedenen Industriezweigen wie etwa in der Lebensmittelproduktion anfallen, zum anderen geht es um Pflanzen, die auf nährstoffarmen Böden wachsen. 

Insgesamt läuft das PHOENIX-Projekt über vier Jahre. Das Fördervolumen beläuft sich insgesamt auf 53,8 Millionen Euro, davon entfallen knapp 2 Millionen auf die FH Aachen. In einem ersten Schritt haben die NOWUM-Energy-Forscher:innen im Labormaßstab Voruntersuchungen zu den Ausgangsstoffen gemacht – dazu gehören Braurückstände, Textilrecyclingmaterial und Abfälle aus der Lebensmittelproduktion. Mit dem neuen Container können jetzt die eigentlichen Testreihen beginnen. Erster “Kandidat” ist der sogenannte Treber, das ist der Malz-Rückstand, der beim Brauen von Bier nach dem Schroten, Maischen und Läutern zurück bleibt. Er ist proteinreich und voller Ballaststoffe – und damit gut für die Biogasproduktion geeignet. “Eine kleine Brauerei aus Alsdorf beliefert uns mit dem Treber. Sie brauen verschiedene Biere, entsprechend haben die Reste auch eine unterschiedliche Zusammensetzung”, erläutert Larissa Terkatz. Wenn die erste Testreihe abgeschlossen ist, geht es mit einem ganz anderen Stoff weiter, im wahren Sinne des Wortes: Dann sollen Reste aus dem Textilrecycling bei der Biogasproduktion zum Einsatz kommen. 

In den nächsten Jahren wird die Braunkohleverstromung im Rheinischen Revier auslaufen. Damit sind Herausforderungen verbunden, etwa in Bezug auf Arbeitsplätze und Versorgungssicherheit, es gibt aber auch große Potenziale. Eine wichtige Frage wird sein, wie die Region mit den Flächen umgeht, die durch die Schließung der Tagebaue frei werden. Eine landwirtschaftliche Nutzung im klassischen Sinn ist kaum möglich, das gibt die Bodenqualität nicht her. An dieser Stelle kommt der zweite Forschungsansatz des PHOENIX-Teams an der FH Aachen ins Spiel. Die Frage ist, ob man auch Pflanzen zur Biogasproduktion einsetzen kann, die auf diesen marginalen Böden wachsen. Die durchwachsene Silphie kommt etwa in Frage, ebenso die Färberdistel oder Steinklee. “Marginale Böden bestehen fast nur aus Sand und Steinen”, erklärt Simone Krafft, “Wasser und Dünger laufen da direkt durch und können nicht gespeichert werden”. Mit einer Nutzung dieser anspruchslosen Pflanzen wäre auch die “Tank oder Teller"-Diskussion vom Tisch, die aufkam, als Lebens- und Futtermittel wie Mais für die Biogasproduktion eingesetzt wurden.

Der Kreislaufgedanke spielt eine wichtige Rolle bei der Forschungsarbeit im PHOENIX-Projekt. Es sollen Reststoffe aus der Region auf ihre Tauglichkeit untersucht werden, und auch die “Abfallstoffe” aus der Biogaserzeugung solletion im n vor Ort weiterverwertet werden. Diese bestehen zu einem Großteil aus Wasser und enthalten, je nach Substrat, verschiedene Nährstoffe wie Stickstoff oder Phosphat. Um die Kreisläufe zu schließen soll das Wasser zurückgewonnen und gereinigt werden um dieses wieder einsetzen zu können. Auch die Nährstoffe sollen zurückgewonnen werden um diese nutzen zu können. All diese Aspekte werden auch die Grundlage für die Promotion von Larissa Terkatz bilden, die sie im Rahmen des Promotionskollegs NRW (PK NRW) betreibt. Betreut wird sie dabei von Prof. Dr. Markus Grömping. Spätestens 2029 will sie ihre Arbeit abschließen.