Biomethan & Torfersatzstoff aus Pappelholz - Phase 2 (PaplGas2); Teilvorhaben 1: Durchführung und Bewertung der Vergärungsversuche (DBFZ); Teilvorhaben 2: Mikrobiologische Analyse der Vergärungsversuche (UFZ)

Abstract

Pappelholz aus Kurzumtriebsplantagen (KUP) kann als nachwachsender Rohstoff für die Gewinnung von Biogas bzw. Biomethan und Torfersatzstoff verwendet werden. Der Biogasprozess kann dabei als und bei entsprechender Substratkonservierung das Potenzial des Holzes an flüchtigen Stoffen und vergärbaren Faseranteilen ausschöpft. Das Projekt PaplGas2 baute auf der PaplGas-Machbarkeitsstudie auf. Für ein besseres Verständnis der anaeroben Vergärung von Pappelholzfasern und zur Unterstützung einer zukünftigen wissensbasierten Verfahrensentwicklung wurden am UFZ die mikrobiellen Gemeinschaften in verschiedenen Biogassystemen erforscht. Dafür wurden Rührkesselsysteme aus dem Vorgängerprojekt PaplGas sowie der Pfropfenstromreaktor und Perkolationsreaktoren analysiert. Die Strukturen und Entwicklungen der jeweiligen bakteriellen und methanogenen Gemeinschaften bei der Pappelholz-Vergärung wurden mittels Illumina MiSeq Amplikonsequenzierungen untersucht. Zudem wurden die mikrobiologischen Daten mit den Prozessdaten korreliert, um Abhängigkeiten und Zusammenhänge aufzuzeigen.

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Poplar wood, harvested from short-rotation plantations, serves as a renewable resource for biogas, biomethane, and peat substitute production. The biogas process acts as a preliminary conditioning step for material utilization, generating energy and leveraging the wood’s potential in terms of volatile substances and fermentable fiber components, given proper substrate preservation. This process was explored in the PaplGas2 project, building on the PaplGas feasibility study. To enhance our understanding of poplar wood fibers’ anaerobic digestion and aid future process development, microbial communities in various biogas systems were studied at UFZ. This research involved analyzing stirred tank systems from the previous PaplGas project, along with the plug-flow reactor and percolation reactors. Illumina MiSeq amplicon sequencing was employed to examine the structures and evolutions of the bacterial and methanogenic communities during poplar wood fermentation. Furthermore, microbiological data were cross-referenced with process data to discern dependencies and correlations.