Description
Description (EN): Although the biogas sectors in the German and Danish part of the programarea has developed differently within the last decades, both sectors are facing the same challenges:
1. A lack of sustainable and cheap biomass feedstocks,
2. Inefficient process technology when using such biomasses,
3. A uneven distribution of fertiliser products from biogas production compared to the distribution of agricultural land, and 4, limited possibilities of utilising the fact that biogas is a reliable and storable energy source, which can be used when the supply of other renewable energy sources are fluctuating.
By further developmening and materialization of innovative processes and products based on the results of the previous project (Large Scale Bioenergy Lab I), the aim of this project is to make the biogas sector economically, ecologically and environmentally sustainable in relation to these challenges. Examples of a holistic and integrated biogas sector has to be concretised in the program region in order to establish a solid bioenergy cluster, incl. biorefinery ideas, so the program area can be a visionary and leading region within this position of strength.
Improving the efficiency of process technologies that can handle lignocellulose-based residues (straw, nature conservation grass, etc.) will reduce the competition for agricultural land for energy crop cultivation. Optimized fertilizer products, and the management of them will benefit regional farmers, and further reduce the leaching of nutrients into the aquatic environment, so as the heavy transport load. An integrated biomass, wind and solar energy system will benefit the whole energy sector of the programarea, as bottlenecks caused by overload of the power grid can be avoided. Such a system ensures stable and storable supply of renewable energy for the regions.
Unlike previous project, which focused mainly on cross-border research and knowledge sharing, this project will develop and integrate innovative solutions in the companies of the biogas sector and accelerate the sharing of experience across companies and borders. This will be achieved through two main strategies: a) innovative product and process development and implementation between the project partners and b) active knowledge sharing and networking via the network partners in order to create a basis for a cluster for sustainable biogas production in the program region. Due to the diversity of the biogas sectors on both sides of the border, only a transnational approach can provide the knowledge base needed to address the common challenges.
Read more Description (DE): Obwohl sich die Biogassektoren in dem deutschen und dänischen Teil des Programmgebiets in den letzten Jahrzehnten unterschiedlich entwickelt haben, stehen beide Sektoren vor denselben Herausforderungen:
1. Ein Mangel an nachhaltigen und günstigen Biomasse Rohstoffe,
2. Ineffiziente Prozesstechnik bei der Verwendung von Biomasse,
3. Eine ungleichmäßige Verteilung von Düngemittel aus der Biogasproduktion im Vergleich zur Verteilung der landwirtschaftlichen Nutzflächen, und
4. Begrenzte Möglichkeiten zur Verwertung der Tatsache dass Biogas eine verlässliche und speicherbare Energiequelle ist, welche verwendet werden kann wenn die Versorgung mit anderen erneuerbaren Energiequellen schwankt.
Basierend auf den Ergebnissen des vorangegangenen Projektes (Large Scale Bioenergy Lab I) und der weiteren Entwicklung und Umsetzung der innovativen Prozesse und Produkte, ist es das Ziel des Projektes den Biogassektor im Bezug auf die genannten Herausforderungen wirtschaftlicher, ökologischer, und umweltverträglicher aufzustellen. Beispiele eines holistischen und integrierten Biogassektors, einschließlich der Ideen für eine Bio-Refinerie, innerhalb der Programmregion müssen konkretisiert werden um einen beständigen Bioenergie Cluster aufzubauen, damit das Programmgebiet aus dieser Position der Stärke eine visionäre und führende Region wird.
Verbesserung der Effizienz der Verfahrenstechnologien, welche Lignocellulose-Resten (Stroh, Gras aus Naturschutzgebieten, etc.) verarbeiten können, werden den Wettbewerb um landwirtschaftliche Flächen für den Energiepflanzenanbau reduzieren. Optimierte Düngerprodukte und deren Verwaltung wird regionalen Bauern zugutekommen und das Auswaschen von Nährstoffen und die schweren Tansportlasten reduzieren. Der gesamte Energiesektor der Projektregion wird von einem integrierten Biomasse, Wind- und Solarenergiesystem profitieren, da Engpässe durch die Überlastung des Stromnetzes vermieden werden kann. Ein derartiges System kann innerhalb der Projektregion eine stabile und speicherfähige Versorgung mit erneuerbaren Energien gewährleisten.
Im Gegensatz zu früheren Projekten, welche sich vor allem auf grenzüberschreitende Forschung und Wissensaustausch konzentrierten, wird dieses Projekt integrierte, innovative Lösungen für Firmen im Biogassektor entwickeln und den Austausch von Erfahrungen zwischen Unternehmen und über Ländergrenzen hinweg beschleunigen. Dies soll durch zwei wesentliche Strategien erreicht werden: a) innovative Produkt- und Prozessentwicklung und deren Umsetzung in Zusammenarbeit der Projektpartner und b) aktiver Wissensaustausch und die Vernetzung der Netzwerkpartner um eine Grundlage für einen Cluster für nachhaltige Biogasproduktion in der Projektregion zu schaffen. Aufgrund der Vielfalt innerhalb der Biogassektoren auf beiden Seiten der Ländergrenzen, kann nur ein länderübergreifender Ansatz die notwendige Wissensbasis schaffen um die gemeinsamen Herausforderungen anzugehen.
Read more Description (DA): Selvom biogassektorerne i den tyske og danske del af programområdet har udviklet sig forskelligt inden for de sidste årtier, står begge sektorer nu over de samme udfordringer:
1. Mangel på bæredygtige og billige biomasser,
2. Ineffektiv procesteknologi ved brug af sådanne typer biomasser,
3. Skæv koncentration af gødningsprodukter fra biogasproduktionen i forhold til landbrugsarealer, og
4. Begrænsede muligheder for at udnytte at biogas er en stabil og lagringsbar energikilde, som kan bruges når udbuddet af andre fornybare energikilder fluktuerer.
Ved videreudvikling og materialisering af innovative processer og produkter på basis af resultaterne fra forgænger projektet (Large Scale Bioenergy Lab I), er målet med dette projekt at gøre biogassektoren økonomisk, økologisk og miljømæssig bæredygtig i forhold til disse udfordringer. Eksempler på en holistisk og integreret biogassektor skal konkretiseres i programregionen til etablering af en solid bioenergiklynge inkl. bioraffinaderi ideer så programområdet kan blive en visionær og førende region indenfor denne styrkeposition.
Effektivisering af procesteknologier som kan håndtere lignocellulose baserede restbiomasser (halm, naturplejegræs o.l.) vil mindske konkurrencen for brug af landbrugsjord til energiafgrøder. Optimerede gødningsprodukter, og håndtering deraf, vil gavne regionernes landmænd, og yderligere mindske udledningen af næringsstoffer til vandmiljøet samt transportbelastningen. Et integreret bio-, vind, og solenergisystem vil gavne hele programregionens energisektor, da flaskehalsproblemer ved overbelastning af el-energinettet kan undgås. Et sådan system sikrer en stabil og lagringsbar forsyning af VE energi til regionerne.
Til forskel fra forgænger projektet, som hovedsageligt fokuserede på grænseoverskridende forskning og vidensdeling, skal dette projekt udvikle og integrere innovative løsninger i biogassektorens virksomheder og sætte fart under erfaringsdeling på tværs af virksomheder og grænser. Dette skal ske gennem to overordnede strategier: a) innovativ produkt- og procesudvikling og implementering mellem projektets parter og b) aktiv vidensdeling og networking via netværkspartnerne med henblik på at skabe basis for et cluster for bæredygtig biogasproduktion i programregionen. Diversiteten af biogassektorerne på begge sider af grænsen gør at kun en grænseoverskridende tilgang kan skabe det vidensgrundlag der er nødvendigt for at løse de fælles udfordringer.
Read more Achievements (EN): In this modern, globalised world, cross-border cooperation is of enormous importance. In the border country between two nations, there will inevitably be areas where solutions are in a common understanding of a problem and its societal challenges. This was also largely the topic of the LSBL2 project. The biogas sector, whether in Denmark or Germany, faces a number of monumental challenges, so that the sector can effectively support development against a future and green zero-waste society. Nevertheless, despite the short geographical distance, there are some fundamental differences between the Danish and German biogas industries. And precisely these differences are so important when it comes to bilaterally looking for solutions to common problems.
LSBL 2 has achieved among other things:
— Allocation of biomass: During the project, a number of biomass allocations were developed, which were used as part of the decision-making material for the planning of two new large biogas plants in the southern part of Denmark. One near Quars, which will process about 600,000 tons of biomass, as well as a plant of similar size near Klipleff.
O The assignment work has led to an increased interest in straw pellets for biogas in the course of the project. Straw itself is not a new type of biomass, but the thinking of synergy-creating cooperation between straw sector, agriculture and biogas plants is still in the beginning. With its focus, the project has inspired Linkogas to initiate a collaboration with its suppliers around straw pellets, stables and biogas plants. In addition, Ribe Biogas has started an actual experiment where, in collaboration with one of their largest suppliers, they test straw pellets in a larger stock of fattening calfs.
— Optimised process: During fermentation in the model ABR in cooperation with the Meierei Horst, biogas with an average methane content of 63.89 % was produced. The average COD reduction was
93.3 %. The results were directly included in René Casaretto’s doctoral thesis.
— Optimisation of the fertiliser product: The focus was on optimising the fertiliser product produced from the bioga process as a fertiliser product. The quality of this product is essential for the subsequent marketing possibilities. The fertiliser product and its marketing also depend on existing laws and regulations on nutrients and heavy metals. The work package has worked closely with Solrød Biogas and Cir-Tech A/S in a number of experiments. Specific results:
O Rejection of the idea of using organic polymers for phosphorus excretion. In the course of the work, Cir-Tech has realised that the use of organic polymers to excrete phosphorus from degaster biomass is not economically viable. This is very valuable learning because after that it was full of focus on mechanical separation. This collaboration and this realisation has led to the fact that Preben Nissen from Cir-Tech has brought a new technology to the programme region, which can solve the problems of phosphorus separation.
In collaboration with Solrød Biogas, a lot of emphasis was placed on the formation of swimming layers and the solution to this problem. RUC has conducted a series of experiments with various treatments of biomass for the prevention of swimming layer formation. Among other things, experiments were carried out using a number of shredding technologies, including BioBANG cavitation technology, which acts as a built-in shredding of the floating layer in the biogas reactors. In addition, tests were carried out both as a model test and on a full scale with Preben Nissens Deflaker. In conjunction with NutriFair 2019, Preben Nissen also sold a Deflaker.
— Methanisation: Work package 6 has a turbulent life in the LSBL
2. As described in the 2018 Annual Report, complications during the initial phase of the work package resulted in such an extension that the construction of a methanisation plant prototype was no longer possible. However, considerable progress has been made in the experimental, modelling and simulation parts. Specific results:
-with the Sabatier method, the carbon dioxide present in the biogas can be converted into methane by adding hydrogen in the above stoichiometric ratio (H2/CO2 ratio of 6). High-quality methane benefit, 98 %, by CO2 conversion
99.6 % is achieved with a nickel catalyst and under process conditions of temperature (200 °C), pressure (1000 kpa), H2/CO2 ratio (6), CH4/CO2 ratio (1,52), a flow rate of 4 L/H for the reactor dimensions with a diameter of 1 cm, a catalyst bearing height of 14 cm, a catalyst volume of 10 g and a reactor volume of 10.99 cm³. This knowledge is included in a scientific article.
Read more Achievements (DE): In dieser modernen, globalisierten Welt ist eine grenzüberschreitende Zusammenarbeit von enormer Wichtigkeit. Im Grenzland zwischen zwei Nationen wird es unweigerlich Bereiche geben, in denen sich Lösungen in einem gemeinsamen Verständnis eines Problems und dessen gesellschaftlichen Herausforderungen befinden. Dies war weitgehend auch das Thema des LSBL2-Projekts. Der Biogassektor, ob in Dänemark oder Deutschland, steht vor einer Reihe von monumentalen Herausforderungen, womit angegangen werden muss, damit der Sektor die Entwicklung gegen eine künftige und grüne Zero-Waste-Gesellschaft wirksam unterstützen kann. Dennoch gibt es trotz der geographischen Kurzdistanz einige grundlegende Unterschiede zwischen der dänischen und der deutschen Biogasindustrie. Und genau diese Unterschiede sind von so großer Bedeutung, wenn es darum geht, bilateral nach Lösungen für gemeinsame Probleme zu suchen.
LSBL 2 hat unter anderem erreicht:
- Zuordnung von Biomasse: Im Laufe des Projekts wurde eine Reihe von Biomassen-Zuordnungen erarbeitet, die als Teil des Entscheidungsmaterials für die Planung von zwei neuen, großen Biogasanlagen im südlichen Teil Dänemarks verwendet wurden. Eine in der Nähe von Quars, die gut 600.000 Tonnen Biomasse verarbeiten wird, sowie eine Anlage von ähnlicher Größe in der Nähe von Klipleff.
o Die Zuordnungsarbeit hat im Laufe des Projekts zu einem erhöhten Interesse an Strohpellets für Biogas geführt. Stroh an sich ist keine neue Art von Biomasse, aber die Denkweise der Synergie-schaffenden Zusammenarbeit zwischen Strohsektor, Landwirtschaft und Biogasanlagen ist noch in den Anfängen. Mit seinem Fokus hat das Projekt LinkoGas dazu inspiriert, mit ihren Lieferanten eine Zusammenarbeit rund um Strohpellets über Ställen bis zu den Biogasanlagen zu initiieren. Darüber hinaus hat Ribe Biogas einen eigentlichen Versuch angefangen, wo sie in Zusammenarbeit mit einem ihrer größten Lieferanten Strohpellets in einem größeren Mastkalbbestand testen.
- Optimierter Prozess: Bei der Vergärung im Modell-ABR in Zusammenarbeit mit der Meierei Horst wurde Biogas mit einem durchschnittlichen Methangehalt von 63,89 % erzeugt. Die COD-Reduktion betrug durchschnittlich 93,3 %. Die Ergebnisse wurden direkt in René Casarettos Doktorarbeit miteinbezogen.
- Optimierung des Düngerprodukts: Der Schwerpunkt lag auf der Optimierung des Düngerprodukts, das aus dem Biogasverfahren als Düngerprodukt erzeugt wird. Die Qualität dieses Produkts ist für die nachfolgenden Vermarktungsmöglichkeiten unerlässlich. Das Düngerprodukt und dessen Vermarktung hängen auch von den bestehenden Gesetze und Rechtsverordnungen über Nährstoffe und Schwermetalle ab. Das Arbeitspaket hat bei einer Reihe von Versuchen eng mit Solrød Biogas und Cir-Tech A/S zusammengearbeitet. Spezifische Ergebnisse:
o Ablehnung der Idee der Verwendung organischer Polymere zur Phosphorausscheidung. Im Laufe der Arbeit hat Cir-Tech erkennt, dass die Verwendung von organischen Polymeren, um Phosphor aus entgaster Biomasse auszuscheiden, nicht wirtschaftlich rentabel sei. Dies ist sehr wertvolles Lernen, weil danach voller Fokus auf die mechanische Separation lag. Diese Zusammenarbeit und diese Erkenntnis hat dazu geführt, dass Preben Nissen von der Firma Cir-Tech eine neue Technologie in die Programmregion gebracht hat, die die Problemstellungen der Phosphorseparation lösen kann.
In Zusammenarbeit mit Solrød Biogas wurde viel Wert auf die Bildung von Schwimmschichten und die Lösung dieses Problems gelegt. RUC hat eine Reihe von Versuchen mit verschiedenen Behandlungen von Biomasse zur Vorbeugung der Schwimmschichtbildung durchgeführt. Unter anderem wurden Versuche mit einer Reihe von Zerkleinerungstechnologien durchgeführt, u.a. die BioBang-Kavitationstechnologie, die als eingebaute Zerkleinerung der Schwimmschicht in den Biogasreaktoren fungiert. Darüber hinaus wurden Versuche sowohl als Modellversuch als auch im Vollmaßstab mit Preben Nissens Deflaker durchgeführt. In Verbindung mit NutriFair 2019 verkaufte Preben Nissen auch einen Deflaker.
- Methanisierung: Das Arbeitspaket 6 hat ein turbulentes Leben im LSBL2 hinter sich. Wie im Jahresbericht 2018 beschrieben resultierten Komplikationen in der Anfangsphase des Arbeitspakets in eine so weite Hinausschiebung, dass der Bau eines Methanisierungsanlage-Prototyps nicht mehr möglich war. Bei den Versuchs-, Modellierungs- und Simulationsteilen wurden jedoch beträchtliche Fortschritte gemacht. Spezifische Ergebnisse:
o Mit der Sabatier-Methode kann das im Biogas vorhandene Kohlendioxid durch Zugabe von Wasserstoff im oben genannten stöchiometrischen Verhältnis (H2/CO2-Verhältnis von 6) in Methan umgewandelt werden (> 96 % Vol.). Hochwertiges Methan-Nutzen, 98 %, durch CO2-Umwandlung 99,6 % wird mit einem Nickelkatalysator und unter Prozessbedingungen von Temperatur (200 °C), Druck (1000 kpa), H2/CO2-Verhältnis (6), CH4/CO2-Verhältnis (1,52), einer Durchflussmenge von 4 L/H für die Reaktorabmessungen mit einem Durchmesser von 1 cm, einer Katalysatorlagerhöhe von 14 cm, einem Katalysatorvolumen von 10 g und einem Reaktorvolumen von 10,99 cm3 erzielt. Dieses Wissen wird in einem wissenschaftlichen Artikel miteinbezogen.
Read more Achievements (DA): I den moderne globaliserede verden, er samarbejde på tværs af landegrænser enormt vigtige. I grænselandet mellem to nationer, vil der uundgåeligt opstår krydsfelter, hvor løsningerne findes i en fælles forståelse af en problematik og dennes samfundsmæssige udfordringer. Dette har i vid udstrækning også gjort sig gældende i LSBL2 projektet. Biogassektoren, om det være sig i Danmark eller Tyskland, står over for nogle monumentale udfordringer der skal løses, for at sektoren effektivt kan bistå udviklingen mod fremtidens grønne zero-waste samfund. Når det så er sagt, forefindes der på trods af den geografiske korte distance, nogle helt fundamentale forskelle på den danske og den tyske biogasbranche. Og det er netop disse forskelligheder der er af så afgørende betydning, når der arbejdes bilateralt med at finde løsninger på fælles problemstillinger.
LSBL2 har bl.a. opnået:
- Kortlægning af biomasse: Der er i løbet af projektet blevet udarbejdet en række kortlægninger af biomasse, der har været anvendt som en del af beslutningsmaterialet for planlægning af to nye store biogasanlæg i den sydlige del af Danmark. Et ved Kværs der skal håndtere godt 600.000 tons biomasse, samt et anlæg ved Kliplev af tilsvarende størrelse.
o Kortlægningsarbejdet har igennem projektforløbet resulteret i en øget interesse for pelleteret halm til biogas. Halm er i sig selv ikke en ny type biomasse, men tankegangen om synergiskabende samarbejde mellem halmsektoren, landbruget og biogasanlæggene er kun i sin vorden. Projektet har med sit fokus inspireret LinkoGas til at igangsætte samarbejde med deres leverandøre omkring halmpiller via stalden til biogasanlæggene. Ligeledes har Ribe Biogas igangsat et egentligt forsøg, hvor de i samarbejde med en af deres største leverandøre, afprøver halmpiller i en større slagtekalvsbesætning.
- Optimeret proces: Ved fermentering i pilotskala ABR i samarbejde med Mejeriet Horst blev der produceret biogas med et gennemsnit af metanindhold på 63,89%. COD-reduktionen var i gennemsnit 93,3%. Resultater inddrages direkte i René Casarettos Ph.D. afhandling.
- Optimering af gødningsprodukt: Der har været fokuseret på at optimere gødningsproduktet der produceres som slutprodukt fra biogasprocessen. Kvaliteten af dette produkt er afgørende for afsætningsmulighederne efterfølgende. Gødningsproduktet og afsætningen af dette afhænger ligeledes af eksisterende lovgivning og regulering af nærringsstoffer og tungmetaller. Arbejdspakken har arbejdet tæt sammen med Solrød Biogas og Cir-Tech A/S omkring en række forsøg. Af specifikke outputs skal nævnes:
Forkastelse af ide omkring anvendelse af organiske polymere til fosforudskillelse. Cir-Tech har i forbindelse med arbejdet erkendt, at det ikke vil blive forretningsmæssigt rentabelt at benytte sig af organiske polymere til at udskille fosfor fra afgasset biomasse. Dette er en meget værdifuld læring, da der derfor har kunnet være fuld fokus på mekanisk separering. Dette samarbejde og denne erkendelse har resulteret i, at Preben Nissen fra Cir-Tech har hentet ny teknologi ind til programregionen, der netop kan løse problemstillingerne med fosforseparering.
Der har været stort fokus på flydelagsdannelse og håndtering af denne problemstilling i samarbejde med Solrød Biogas. RUC har udført en række forsøg med forskellige behandlinger af biomasse til forebyggelse af flydelagsdannelse. Der er blandt andet udført forsøg med en række neddelingsteknologier blandt andet kavitationsteknologien BioBang der fungerer som en integreret neddeling af flydelag i biogasreaktorerne. Derudover er der udført forsøg på både pilot samt fuldskala med Preben Nissens Deflaker. I forbindelse med NutriFair2019 solgte Preben endvidere en deflaker.
- Metanering: Arbejdspakke 6 har haft en turbulent tilværelse i LSBL
2. Som beskrevet i årsrapporten2018 har komplikationer i arbejdspakkens indledende stadier skubbet tidshorisonten til et punkt, hvor opbygning af en prototype på et metaneringsanlæg ikke længere var mulig. Der er dog blevet gjort store fremskridt på den eksperimentelle, modellerings – og simuleringsdelene. Af specifikke outputs skal nævnes:
o Ved Sabatier-metoden kan kuldioxid, der er til stede i biogassen, omdannes til methan (> 96% vol) ved tilsætning af brint i ovennævnte støkiometriske forhold (H2 / CO2-forhold på 6). Methanudbytte af høj kvalitet 98% ved CO2-omdannelse 99,6% kombineres med en nikkelkatalysator og under procesbetingelser af temperatur (200°C), tryk (1000 kpa), H2 / CO2-forhold (6), CH4
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Website: http://www.interreg5a.eu/
Delivered Outputs (DE): Anzahl der Unternehmen, die an grenzüberschreitenden strategischen Partnerschaften beteiligt sind;
Anzahl Forschungseinrichtungen, die an grenzüberschreitenden oder interregionalen Forschungsprojekten teilnehmen ;
Anzahl neuetablierter Einrichtungen für grenzüberschreitende Forschung, Test, Co-Creation, Living Labs;
Anzahl der Unternehmen, die an grenzüberschreitenden oder interregionalen Projekten zur optimierten Ressourcen- und Energienutzung teilnehmen;
Anzahl Unternehmen und Organisationen, die neue grüne Produkte implementiert haben, als Resultat der Förderung;
F&E-Korporation zwischen KMB und Universitäten.
Read more Delivered Outputs (DA): Antallet af virksomheder som deltager i grænseoverskridende transnationale eller interregionale forskningsprojekter;
Antal virksomheder, der deltager i grænseoverskridende strategiske partnerskaber;
Antal forskningsinstitutioner, der deltager i grænseoverskridende eller interregionale forskningsprojekter;
Antal støttede virksomheder og organisationer, der har bragt nye eller betydeligt forbedrede produkter i omsætning, som er nye for virksomheden;
Antal virksomheder, der deltager i grænseoverskridende eller interregionale projekter til optimeret udnyttelse af ressourcer og energikilder.;
Antal virksomheder og organisationer, der har implementeret nye grønne løsninger som følge af støtten;
F&U Samarbejde mellem SMV´er og universiteter
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