Wissenschaftler mehrerer Fraunhofer-Institute haben eine Technologie zur Herstellung von Biowasserstoff aus Holzabfällen entwickelt. Das Fermentationsverfahren mit wasserstoffproduzierenden Bakterien und Mikroalgen wird im Rahmen des Verbundvorhabens „H2Wood – BlackForest“ im Schwarzwald erprobt. Dort sind zahlreiche holzverarbeitende Unternehmen ansässig, die ihre Abfälle bislang meist in Verbrennungsanlagen entsorgen. Am Forschungszentrum Campus Schwarzwald in Freudenstadt soll Anfang 2025 eine Pilotanlage in Betrieb gehen, die solche Materialreste zu wertvollen Ressourcen macht. Gefördert wird das Vorhaben durch das Bundesforschungsministerium (BMBF) mit rund zwölf Mio €.
Das Verfahren setze auf biotechnologische Prozesse, bei denen Holzabfälle in mehreren Schritten aufbereitet werden, um sie für die Wasserstoffproduktion zu nutzen. Das teilte das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB mit, das die Projektkoordination und Technologieentwicklung verantwortet. Die Abfälle erhalten zuerst eine spezielle Vorbehandlung, bei der chemische Substanzen wie Lignin, Klebstoffe und Lacke entfernt werden. Das geschehe unter Druck und Hitze in einem Ethanol-Wasser-Gemisch, das die Störstoffe herauslöse. Anschließend werde die verbleibende Holzfaserfraktion in ihre Zuckerbestandteile Glucose und Xylose zerlegt. Und diese wiederum dienen als Substrat für Bakterien, die die Zucker in Wasserstoff und Kohlendioxid umwandeln. Das dabei entstehende CO2 werde nicht freigesetzt, sondern in einen Reaktor geleitet, wo Mikroalgen es als Kohlenstoffquelle nutzen. Unter Lichteinfluss erzeugen die Algen ebenfalls Wasserstoff.
Am Campus Schwarzwald, der sich als an der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft versteht, befinde sich derzeit eine erweiterbare Pilotanlage für den Gesamtprozess im Aufbau: Dort sollen sich unterschiedliche Schritte den Angaben zufolge künftig modular miteinander kombinieren lassen. Die Projektpartner, zu denen auch das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, die Universität Stuttgart mit dem Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF gehören, rechnen mit einer hohen Effizienz und Ausbeute: Pro Kilogramm Altholz entstehen etwa 0,2 Kilogramm Glucose, aus denen sich rund 50 Liter Wasserstoff gewinnen lassen, heißt es in der Pressemitteilung des Fraunhofer IGB. Außerdem könnten Nebenprodukte wie Lignin und Carotinoide in der Industrie weiterverwendet werden.
Neben der Technologieentwicklung und -umsetzung adressiere das Projekt aber auch strategische Fragen: So untersuchen das Fraunhofer IPA und das IFF, wie der lokale Bedarf an grünem Wasserstoff in den Sektoren Industrie, Verkehr sowie Haushalte und Gebäude gedeckt werden kann. Eine im Projekt erarbeitete Roadmap gebe zudem Handlungsempfehlungen für den Ausbau der Wasserstoffwirtschaft im Schwarzwald. Laut IPA bietet die Region ein signifikantes Potenzial für die Wasserstoffproduktion aus lokalen Ressourcen, das jedoch nur durch technologische Weiterentwicklung und den Ausbau der Infrastruktur vollständig genutzt werden könne.
