Fraunhofer Forscher arbeiten im Projekt „H2Wood - Black Forest“ an einem Verfahren, bei dem sich aus Rest- und Altholz Biowasserstoff herstellen lässt.

 

Holzabfälle nicht mehr in Verbrennungsanlagen zu entsorgen, sondern als Rohstoff für die regenerative Wasserstoffproduktion zu nutzen, ist das Ziel der Forscher. Dabei wenden sie einen neuartigen biotechnologischen Prozess an, der auf wasserstoffproduzierende Mikroorganismen zurückgreift. Bereits 2025 will Fraunhofer eine Pilotanlage im Schwarzwald in Betrieb nehmen. 

Zum Hintergrund: Im Schwarzwald fallen große Mengen an Holzabfällen an, die bisher überwiegend verbrannt werden. Diese Abfälle entstehen vor allem in holzverarbeitenden Betrieben – etwa bei Möbelherstellern und durch die Entsorgung von Paletten und Bauholz. Fraunhofer Wissenschaftler haben ein Verfahren entwickelt, das die Reststoffe in Biowasserstoff umwandelt. Der Ansatz verbindet biotechnologische Prozesse mit dem Ziel einer holzbasierten Kreislaufwirtschaft. Dabei dient der Zucker, der aus den Holzabfällen gewonnen wird, als Grundlage für die Wasserstoffproduktion durch Bakterien. 

Der Herstellungsprozess beginnt mit der Aufbereitung der Holzabfälle. Diese werden in einem Ethanol-Wasser-Gemisch gekocht, um Lignin sowie Klebstoffe und Lacke zu lösen. Übrig bleibt eine Holzfaserfraktion, aus der Zuckermoleküle wie Glucose gewonnen werden. Dieser Zucker dient wasserstoffproduzierenden Bakterien als Nährstoff. Der Prozess erzeugt Wasserstoff und CO2, wobei das CO2 anschließend in einem Photobioreaktor von Mikroalgen verarbeitet wird. Diese stellen daraus Pigmente und Stärke her, die in der Industrie weiterverwendet werden können.

Das Verfahren ermöglicht laut der Forscher eine effiziente Wasserstoffproduktion. So ließen sich aus einem Kilogramm Altholz etwa 0,2 Kilogramm Glucose gewinnen. Diese Menge reiche aus, um 50 Liter Wasserstoff zu liefern. Parallel dazu entstünden 50 Prozent CO2, aus dem weitere Mikroalgen-Biomasse erzeugt werde. Diese enthalte wertvolle Inhaltsstoffe wie Stärke und Lutein, ein Farbpigment.

Die modular aufgebaute Pilotanlage mit mehreren Bioreaktoren wird 2025 am Campus Schwarzwald in Betrieb gehen. Dort wollen die Forscher künftig verschiedene biotechnologische Prozesse kombinieren und testen. Parallel dazu untersucht Fraunhofer im Rahmen einer Wasserstoff-Roadmap, wie sich die regionale Wasserstoffwirtschaft ausbauen lässt. Die Studie beleuchtet Potenziale und Barrieren und gibt Empfehlungen, wie lokaler Wasserstoffbedarf gedeckt werden kann.

Laut den Forschenden könnte die Region Schwarzwald durch die Nutzung regionaler Ressourcen einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende leisten. Als Voraussetzungen hierfür nennen sie die Weiterentwicklung ihrer Technologie und den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur.