Verbundprojekt zur stofflichen Nutzung von Recycling- und Altholz gestartet

Am 17. August 2017 startete am Fraunhofer WKI ein neues Forschungsprojekt, in dem die beteiligten Partner ein innovatives Konzept zur stofflichen Nutzung von Recycling- und Altholz entwickeln. Im Verbundvorhaben HyAlt4Chem arbeiten das Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI, Green Sugar AG, GNS mbH, ORmatic GmbH sowie das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie ATB drei Jahre lang gemeinsam daran, biobasierte Chemieprodukte aus Altholz zu gewinnen. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Wissenschaft und Forschung im Rahmen des Förderprogramms »KMU-NetC« für kleine und mittelständische Unternehmen. In Braunschweig kamen die Projektpartner zur feierlichen Unterzeichnung der Kooperationsvereinbarung zusammen.

 

Jährlich fallen in Deutschland rund 8 Millionen Tonnen Altholz zu Recyclingzwecken an, die bisher überwiegend energetisch verwertet werden. Die stoffliche Nutzung dieser Ressource schafft einen weiteren Schritt hin zur nachhaltigen Kaskadennutzung und hilft gleichzeitig dabei, die Wertschöpfung signifikant zu erhöhen. Um dies zu erreichen, entwickeln die Verbundpartner ein industriell einsetzbares Bioraffinerieverfahren, bei dem die im Holz enthaltenen Polysaccharide in Fermentationszucker umgewandelt werden, aus denen sich hochwertige Chemikalien – unter anderem Milchsäure – erzeugen lassen. Die durch das Recycling gewonnenen Chemikalien dienen dann wiederum als Ausgangstoffe für vielfältige Anwendungen, beispielsweise um Bio-Kunststoffe daraus herzustellen.

 

Die Forscher planen, die Polysaccharide des Altholzes durch ein säurebasiertes Hydrolyseverfahren mit einer kontinuierlichen Direktfermentation in Fermentationszucker zu konvertieren. Die so gewonnenen Zuckerhydrolysate können anschließend mikrobiologisch zu höherwertigen Chemikalien, wie organischen Säuren, z. B. zu reiner L- und/oder D-Milchsäure, verstoffwechselt werden. Ziel der Verbundpartner ist es, im Technikumsmaßstab zu demonstrieren, dass biobasierte Basischemikalien aus Altholz der Kategorie A I (Sekundärrohstoff) wirtschaftlich gewonnen werden können. Die Nutzung der hergestellten biobasierten Plattformchemikalien ermöglicht neue Stoffströme, die eine echte Kaskadennutzung des Recyclingholzes garantieren. Abschließend entwickeln die Partner den im Projekt erarbeiteten alternativen stofflichen Nutzungspfad zur Industriereife weiter.

 

Die verschiedenen Teilprojekte greifen ineinander und folgen dem Prinzip eines in sich abgeschlossenen Produktkreislaufs. In einer ökobilanziellen Betrachtung analysieren die Partner die umweltrelevanten Auswirkungen und leiten geeignete Geschäftsmodelle ab. Die Projektpartner nutzen darüber hinaus konsequent Non-Food-Biomasse, also Biomasse, die nicht zur Lebensmittelerzeugung dient.

 

Drei Teilprojekte bearbeiten die Mitarbeitenden am Fraunhofer WKI: die Materialaufarbeitung, die Ökobilanzierung und die techno-ökonomische Verfahrensbewertung. Bei den technischen Arbeitsschwerpunkten konzentrieren sich die Experten darauf, die Zusammensetzung der Ausgangsstoffe zu charakterisieren, um Laub- und Nadelholzanteile festzustellen und falls erforderlich, die Holzarten für eine Abschätzung möglicher Zuckerausbeuten und Reproduzierbarkeiten zu bestimmen. Die wissenschaftlichen Arbeitsschwerpunkte der Ökobilanzierung liegen vornehmlich in der Nachhaltigkeits- und Umweltbewertung bei der Herstellung von pelletiertem Recyclingholz und dessen Einsatz im säurebasierten Hydrolyse-Verfahren. Im dritten Schwerpunkt bewerten die Forscher die Wirtschaftlichkeit der innovativen HCl-Technologie im Vergleich mit herkömmlichen und alternativen Verwertungswegen von pelletiertem Recycling- und Altholz, vorrangig in stofflichen Nutzungspfaden.

 

Das Vorhaben koordiniert der BMBF-Spitzencluster BioEconomy (BCM), der sich seit 2012 mit der stofflichen Verwertung von Non-Food-Biomasse und der Sicherung und Erweiterung der Rohstoffbasis und biobasierten Produkten beschäftigt. Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre.

 

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF fördert Forschungs- und Entwicklungsvorhaben von kleinen und mittelständischen Unternehmen in Netzwerken und Clustern, um leichter Forschungsprojekte und Innovationen zu verwirklichen. Mit »KMU-NetC« können Netzwerke und Cluster in Deutschland neue anwendungsorientierte Innovationsverbünde mit KMU initiieren. Diese Kooperationen werden an den Bedarfen der KMU und den Innovationsstrategien der Netzwerke und Cluster ausgerichtet.

 

Simone Peist, Fraunhofer-Institut für Holzforschung
simone.peist@wki.fraunhofer.de | www.wki.fraunhofer.de