Ein Bauernhof der Zukunft

Karlsruhe (naf) – Das KIT und die Universität Hohenheim errichten eine Bioraffinerie-Farm und testen damit neue nachhaltige Verarbeitungsprozesse.

Aus nachwachsenden Rohstoffen – wie hier dem Chinaschilf – werden in der Bioraffinerie Ausgangsstoffe für die Herstellung von Kunststoff erzeugt. Foto: Max Kovalenko

© Max Kovalenko

Aus nachwachsenden Rohstoffen – wie hier dem Chinaschilf – werden in der Bioraffinerie Ausgangsstoffe für die Herstellung von Kunststoff erzeugt. Foto: Max Kovalenko

Die Landwirtschaft ist im Wandel. Betriebe werden größer und die Menge der erzeugten Produkte steigt, gleichzeitig rücken Natur- sowie Klimaschutz in den Vordergrund und zwingen zum Umdenken. Wie wird der Bauernhof der Zukunft wohl aussehen? Mit der Versuchsstation „Unterer Lindenhof“ arbeitet die Universität Hohenheim zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) an einer Antwort auf diese Frage. Die Bioraffinerie-Farm in Hohenheim soll Landwirtschaft auf das nächste Level heben.
„Uns ging es darum, einmal ein Verfahrenskonzept umzusetzen, das tatsächlich zeigt, wie Bioökonomie funktionieren soll“, erklärt Nicolaus Dahmen vom Institut für Katalyseforschung und -technologie des KIT. Wie? Indem pflanzliche Biomasse in der Bioraffinerie in seine einzelnen Bestandteile zerlegt wird und neue Produkte daraus entstehen. „Der Trick einer Bioraffinerie ist immer der, dass man mehrere Produkte erzeugt“, ergänzt Andrea Kruse vom Fachgebiet Konversionstechnologien nachwachsender Rohstoffe der Universität Hohenheim. „Im Fall des Bauernhofs sind es immer noch hauptsächlich Nahrungsmittel, die erzeugt werden.

Kunststoff aus Chicorée-Rüben

Aus den Nebenprodukten machen wir dann den Grundstoff HMF.“ Das sogenannte Hydroxymethylfurfural – um nicht zu tief in chemische Einzelheiten einzutauchen – ist ein Stoff, aus dem Lebensmittelverpackungen, Getränkeflaschen, Fasern für Autositze, Sportbekleidung oder Autoteile hergestellt werden können. In der Bioraffinerie entsteht davon besonders viel, beispielsweise wenn Chicorée-Rüben, die bei der Ernte von Chicorée als Rest bleiben, als Biomasse verwendet werden.

Je nachdem welche Ausgangsmasse die Anlage umwandeln soll, kann die Bioraffinerie außerdem um Module mit anderen Verfahren erweitert werden. Um Gräser, Stroh oder Moor-Aufwuchs in ihre Bestandteile zu zerlegen, ergänzen die Wissenschaftler die Bioraffinerie also sozusagen um weitere Bausteine. Dafür werden Karlsruher und Hohenheimer Verfahren gekoppelt.

So können Landwirte einen Nutzen aus Biomasse ziehen, für die sie oft keine wertschöpfende Verwendung mehr haben. „Wir können aus Gras Proteine herausholen, sie modifizieren und daraus hochwertiges Schweinefutter machen“, so Kruse. Auch Wiesen, die Landwirte blühen lassen und danach nicht mehr an Tiere verfüttern können, Moor-Aufwuchse oder Holzreste haben so noch einen Wert. „Im Sinne des Naturschutzes und der Biodiversität ist das sehr interessant“, erläutert Kruse. Durch die Modulbauweise der Anlage sei man außerdem recht flexibel. „Im Prinzip erfinden wir hier die Verfahrenstechnik neu.“ Denn die Verfahren müssen dabei auch im kleinen Maßstab kostengünstig, „und damit rentabel sein. Dazu müssten sich jeweils mehrere Bauernhöfe zusammen tun“, ergänzt die Chemikerin.

Bioraffinerie-Technikum auf dem „Unteren Lindenhof“. Foto: Max Kovalenko

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Bioraffinerie-Technikum auf dem „Unteren Lindenhof“. Foto: Max Kovalenko

Das Ziel des Projekts sei eine Verarbeitung möglichst nah vor Ort in kleinen Anlagen, aus denen Nährstoffe direkt vom Hof wieder auf die Felder gelangen können. Die Zwischenprodukte werden dann in größeren Fabriken weiterverarbeitet.

Das Ganze solle später vollautomatisch ablaufen, sodass ein Landwirt den Ablauf per Smartphone verfolgen kann. „Die deutsche Landwirtschaft ist hightech“, betont Kruse. „Sehr viel ist bereits automatisiert und wird über Computer gesteuert, da fügt sich das gut ein.“

Problem der CO2-Emissionen und der Überdüngung angegangen

Auch geeignete Standorte für zukünftige Bioraffinerien wurden zu Anfang des Projekts ausfindig gemacht, erklärt Dahmen. Schließlich müssten nicht nur Landwirte gefunden werden, die ihre Biomasse verarbeiten wollen; auch die Unterstützung der jeweiligen Kommune und weitere Voraussetzungen sollten gegeben sein. „Was es jetzt noch braucht, das sind investitionswillige Firmen. Jede neue Technik bringt auch immer Risiken mit sich – die Innovationsbereitschaft von Partnern brauchen wir“, betont Dahmen. Dass sich dieses Risiko lohnt, da sind sich die Wissenschaftler sicher.

Laut Kruse werden sogar große Probleme der Landwirtschaft mit ihrem Projekt „zerschlagen“: die zu hohen CO2-Emissionen und die Überdüngung. „Soja wird als Futtermittel importiert, die Gülle bleibt im Land, dadurch wird die Bilanz gestört.“ Wenn nun Proteine – also Futtermittel – aus den hiesigen Grasflächen gewonnen werden können und die Gülle später als Dünger auf dem Grasland verteilt wird, dann werden damit Kreisläufe neu geschlossen.

Ihr Autor

BT-Volontärin Nadine Fissl

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Erstellt:
11. Juni 2021, 13:00 Uhr
Lesedauer:
ca. 2min 56sec

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