Minimierung des Energieeinsatzes in der Papierindustrie

Für den FH-Forschungspreis nominiert

 

Die FH Aachen ist eine forschungsstarke Hochschule für Angewandte Wissenschaften. Mit dem Forschungspreis würdigt die FH die Fachkompetenz und das Engagement von Professorinnen und Professoren sowie von wissenschaftlichen Mitarbeitenden. Der Preis stellt eine Würdigung der geleisteten Arbeit dar, soll aber auch Anreize schaffen, weiterhin anwendungsorientiert zu Forschung, Innovation und Transfer beizutragen.

Der Forschungspreis 2022 wird verliehen am Donnerstag, 22. September 2022, um 14 Uhr im Multifunktionsraum, Bayernallee 11. Nominiert sind in diesem Jahr zwei Projekte, nämlich "TESS 2.0 – Thermischer Stromspeicher für den Strommarkt 2.0" (Prof. Dr. Ulf Herrmann - Geschäftsführender Direktor Solar-Institut Jülich) und "Minimierung des Energieeinsatzes in der Papierindustrie - RE-Papier / Plus RE-Papier" (Prof. Dr. Isabel Kuperjans, Geschäftsführende Direktorin Institut NOWUM-Energy, und das Team des Instituts NOWUM-Energy).

Im Vorfeld stellen wir Ihnen beide Projekte vor, in diesem Beitrag geht es um Re-Papier / Plus RE-Papier.

Papierfabriken stehen vor einer großen Herausforderung: Durch mehrmaliges Recyceln werden die Zellulosefasern des Papiers so kurz, dass diese nicht weiter zu Papier verarbeitet werden können. Diese zu kurzen Altpapierfasern werden auch Kurzfaserfraktion genannt. Sie machen einen Großteil des Abfalls der Papierfabriken aus und müssen kostenintensiv und aufwendig entwässert, abtransportiert und verbrannt werden. Ziel des Projektes „RE-Papier“ des Instituts NOWUM-Energy war es, gemeinsam mit den Projektpartnern Metsä Tissue und PlanET aus den Kurzfasern aus dem Recycling-Prozess der Tissue-Herstellung Biogas zu gewinnen. Das Biogas wird zur Substitution von fossilen Energieträgern wie Braunkohle und Erdgas eingesetzt. Das Ergebnis überzeugt: Sowohl in den Laboren des NOWUM als auch in der Papiermühle Metsä Tissue GmbH konnte nachgewiesen werden, dass die Betriebskosten und CO2-Emissionen gesenkt werden und ein Drittel des gesamten Energiebedarfs durch das Biogas gedeckt werden könnte.

Aus diesen Ergebnissen leitete sich die Fragestellung für das Folgeprojekt "Plus RE-Papier" ab: Können auch weitere Reststoffe aus der Papierindustrie zur Erzeugung von Biogas eingesetzt werden? Da jedes Unternehmen andere Altpapierquellen nutzt und andere Verwertungs- und Entsorgungswege hat, ist eine direkte Übertragbarkeit der Ergebnisse nicht möglich. Beispielsweise enthalten Papierreste aus Prospekten mehr Farbstoffe als Restbestände aus Karton. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beschäftigten sich im Rahmen des Projekts mit der Analyse des Biogaspotenzials verschiedener Reststoffe aus vier unterschiedlichen Papierunternehmen, um individuelle Strategien zur Einbindung der Biogastechnik zu erarbeiten. Sie kamen am Ende zum Ergebnis, dass aus dem Großteil der Reststoffe der Papierindustrie Biogas gewonnen werden kann. Selbst Kurzfaserfraktionen mit sehr viel Farbstoff (Deinkingschlamm) eigneten sich im kontinuierlichen Versuch zur Herstellung von Biogas.

In Zukunft soll der Papier-Kreislauf geschlossen werden, indem das entstehende Gärprodukt weiterverwendet wird. So sollen Nährstoffe aus der Flüssigphase zurückgewonnen werden; die festen Bestandteile wie etwa Calciumcarbonat, das in der Papierindustrie als Streichmittel eingesetzt wird, werden in anderen Branchen eingesetzt.

Das Preisgeld für den Forschungspreis der FH Aachen wird gestiftet von der Bürgerstiftung der Sparkasse Aachen.