Wasserstoff soll ein wichtiger Energieträger der Energiewende werden, wo batterieelektrische Mobilitätslösungen nicht möglich sind oder Heizwärme nicht anders bereitgestellt werden kann. Nachhaltig ist dieser Ansatz jedoch nur, wenn der Wasserstoff klimaneutral erzeugt wird. Ein Konzept und die technischen Verfahren, wie die Region Schwarzwald mit Biowasserstoff versorgt werden könnte, entwickelt dazu der Forschungsverbund „H2Wood – BlackForest“.

Reststoffnutzung bedeutet besondere Herausforderungen

„Nach dem Ansatz der Bioökonomie wollen wir mithilfe biotechnologischer Prozesse klimaneutralen Biowasserstoff sowie zusätzlich verwertbare Stoffe wie Carotinoide oder Proteine aus Altholz und Holzabfällen herstellen“, erläutert Projektleiterin Ursula Schließmann vom Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB. Die erste Schwierigkeit stellt dabei bereits der Rohstoff: „Wir stehen hier vor einer ziemlichen Herausforderung, denn Holzabfälle aus Hausabbruch, Möbelbau und Baustoffproduktion, darunter Span- oder MDF-Platten, enthalten Klebstoffe wie Harze und Phenole oder auch Lacke“, erläutert Schließmann. Diese chemischen Bestandteile müssen die Forschenden zunächst entfernen, damit die Bakterien, die aus den in den Holzbestandteilen enthaltenen Zuckern den Wasserstoff erzeugen, ihre Arbeit erledigen können.

Wasserstoff, Carotinoide und Proteine als Produkte

Neben Ethanol erzeugen die Bakterien auch Kohlendioxid und organische Säuren. Diese sollen in einem angeschlossenen zweiten biotechnologischen Prozess durch Algen zu höherwertigen Chemikalien wie Carotinoiden und bestimmten Proteinen verstoffwechselt werden. So wird das Kohlendioxid aus dem Holz nicht in die Atmosphäre entlassen, sondern bleibt stofflich gebunden.

Wasserstoff-Roadmap für den Schwarzwald

Damit ist das Ziel des Forschungsprojekts jedoch längst nicht erreicht: „Ziel der Initiative ist es, mithilfe eines umfassenden Konzepts für eine nachhaltige und innovative Versorgung des Schwarzwalds mit Biowasserstoff CO₂-Emissionen einzusparen und die Region bei der Erreichung ihrer Klimaziele zu unterstützen“, sagt Stefan Bogenrieder, Geschäftsführer von Campus Schwarzwald in Freudenstadt, wo die Produktionsanlage als erste ihrer Art in Deutschland entstehen soll. Erwin Groß vom ebenfalls involvierten Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA erläutert: „Das setzt nicht zuletzt eine Bedarfs- und Potenzialanalyse voraus. Hierzu analysieren und bewerten wir den Energieverbrauch der Industrie, der Haushalte sowie des Nah- und Fernverkehrs und leiten daraus Potenziale einer dezentralen Wasserstofferzeugung und -nutzung innerhalb der Region Schwarzwald ab. Die Ergebnisse aller Erhebungen und Berechnungen wollen die Forschenden in einer Wasserstoff-Roadmap für die Region Schwarzwald zusammenfassen. Daran wirkt auch der vierte Projektpartner, das Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb IFF der Universität Stuttgart, mit.

Zwölf Millionen Euro Fördermittel

Das Projekt „H2Wood – BlackForest“ wird vom 1. August 2021 bis zum 31. Juli 2024 mit rund zwölf Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepublik Deutschland“ gefördert.

bl