Forschungsbereiche
Seit Projektstart hat sich das Projekt :metabolon mit seinen einzelnen Forschungsansätzen immer weiter entwickelt.
Während sich die Forschungsfragen zu Beginn intensiv um die Entwicklung einzelner Bausteine (einzelnen Forschungsanlagen) für die innovative und effiziente Nutzung von biogenen Rest- und Abfallstoffen sowie die Abtrennung von unerwünschten Substanzen in verschiedenen Prozessabwässern drehten, wird nun ein ganzheitlicher Ansatz unter dem Aspekt der zirkulären Wertschöpfung verfolgt. Dies erfordert einen interdisziplinären Forschungsansatz, der heute die Forschungsbereiche „Physikalische Stoffwandlung“, Biologisch/Chemische Stoffwandlung“ sowie „Thermochemische Stoffwandlung“ umfasst.
In noch stärkerem Maße als bisher sollen Verbindungen zwischen den Einzelprozessen geknüpft werden, um über eine vernetzte Prozessführung für organische Rest- und Abfallstoffe, Verbundstoffe, mineralische Reststoffe und Prozessabwässer eine ganzheitliche energetische und stoffliche Verwertung nach dem Zero-Waste-Prinzip im Sinne der zirkulären Wertschöpfung zu ermöglichen.
Dabei werden beispielhaft folgende Fragestellungen betrachtet:
- Wie kann der vorliegende Rest- bzw. Abfallstoff besonders nachhaltig genutzt werden?
- Welche Prozesskette ist sinnvoll, um die meiste Energie aus dem Ausgangsstoff umweltverträglich zu gewinnen?
- Wie können die dabei erzielten Zwischenprodukte gewinnbringend weiter genutzt werden? Welche Art an Sekundärrohstoff oder Energie können sie
noch liefern? - Wie werden die verschiedenen Verwertungsbausteine am sinnvollsten miteinander verknüpft, so dass unter ökonomischen, ökologischen und soziologischen Aspekten ein gesellschaftlich akzeptiertes Gesamtkonzept entsteht?
- Grundsätzlich: Welches Vorgehen ist besonders effektiv?
Hierbei wenden die Wissenschaftler nicht nur verschiedene Methoden der Stoffverwertung an, sondern optimieren die Forschungsanlagen sowie die ganzheitlichen Prozessketten durch moderne Automatisierungsmethoden. Darüber hinaus werden durch die sogenannte Prozessautomatisierung verbesserte Mess- und Regelungsverfahren entwickelt, wodurch sich Prozesse noch exakter steuern und regeln lassen. Ferner ermöglicht der Einsatz von neuartiger Online-Messtechnik die schnellere Einstellung von optimierten Prozessparametern, was wiederum zu umweltfreundlicheren Prozessen mit höherer Effektivität führt.
Für die Umsetzung von neuen Prozessen in die Praxis ist die gesellschaftliche Akzeptanz wesentlich. Dazu zählt eine ökologische und soziologischeVerträglichkeit sowie Rentabilität, d.h. die eingesetzten Verfahren zur Stoffwandlung und damit die bestmögliche Energienutzung bzw. Herstellung von Sekundärrohstoffen für den jeweiligen Rest- und Abfallstoff, müssen möglichst CO2-neutral sein, die Umwelt nicht belasten und für die Gesellschaft bezahlbar sein Aus diesem Grund wird jedes Verfahren von Prozessbilanzierung und Lebenszyklus-Analysen (LCA) begleitet, die Aussagen zu Marktchancen und Umweltbelastung der neuen Verfahren zur Verfügung stellen.
