Lehrgebiet für Bioverfahrenstechnik (BioVT)

GreenToGreen – kommunaler Grünschnitt als Basis für eine grüne Chemie

Mit dem Projekt "GreenToGreen – kommunaler Grünschnitt als Basis für eine grüne Chemie" fördert das BMBF im Rahmen des Innovationsraumes BioBall die Untersuchung bisher kaum oder gar nicht stofflich verwertete Stoffströme. Dadurch sollen biobasierte Stoffkreisläufe geschlossen und zugleich eine höhere Wertschöpfung erreicht werden kann. Die derartige Nutzung biobasierter Stoffströme ist drängend, denn angesichts des Klimawandels, der Erfordernisse des Umweltschutzes und der weiterhin wachsenden Weltbevölkerung sind die Grenzen unserer derzeitigen Wirtschaftsweise absehbar, die überwiegend auf fossilen Ressourcen basiert.

Dabei werden unterschiedlichste Stoffströme für eine stoffliche Nutzung in Betracht gezogen. Als ein relevanter Stoffstrom hat sich in einer Vorstudie Grünschnitt erwiesen. Beispielsweise entsorgt alleine das Frankfurter Grünflächenamt jedes Jahr rund 9.000 t Grünschnitt. Nicht berücksichtigt sind hierbei sowohl Grünabfälle die durch Fremdfirmen entsorgt werden als auch Abfälle die in Kleingärten, auf Sportflächen und in Stadtforsten anfallen. Die Kosten für die Abfuhr des Grünabfalles sind aktuell noch höher als die Wertschöpfung durch eine energetische Nutzung oder Kompostierung des Grünschnitts.

Angestrebt wird daher im Rahmen von GreenToGreen eine stoffliche Verwertung dieses Grünschnitts. Neue Verwertungsszenarien sollen dazu führen, dass statt wie bisher finanzielle Mittel für die Entsorgung des Grünschnitts aufzuwenden sind, Einnahme generiert werden können. Dazu wird eine Nutzung des Grünschnitts als Rohstoff (Zuckerquelle) in Fermentationen und eine Umwandlung des Grünschnitts zu Elektrodenmaterialien für die Elektrobiotechnologie untersucht. Beide Produkte sollen im Weiteren im Sinne der grünen Chemie zur biotechnologischen Synthese von Basischemikalien eingesetzt werden. Hierbei ist besonders hervorzuheben, dass (i) der Grünschnitt im Gegensatz zu stark verholzten Rohstoffen weniger energieintensiv aufgearbeitet werden kann, (ii) Grünschnitt auch auf landwirtschaftlich minderwertigen Flächen gewonnen werden kann und (iii) keine Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion besteht.

Zur Erreichung des Gesamtziels von GreenToGreen ist eine Zusammenarbeit von Akademia und Industrie mit der kommunalen Wirtschaft und der kommunalen Verwaltung vorgesehen.

 

Kooperationspartner

Technische Hochschule Mittelhessen

ifn FTZ GmbH

Grünflächenamt Frankfurt

FES Frankfurter Entsorgungs- und Service GmbH)

Energiereferat der Stadt Frankfurt

Mainova 

StatusLaufendes Projekt
FördermittelgeberBMBF
Förderzeitraum02/2020 - 11/2023
Fördernummer031B0903B

Veröffentlichungen und Tagungsbeiträge

Veröffentlichungen

  • L. Varriale, M. Volkmar, J. Weiermüller, R. Ulber; Effects of Pretreatment on the Biocatalysis of Renewable Resources. Chemie Ingenieur Technik (2022) https://doi.org/10.1002/cite.202200137
  • A. Langsdorf, M. Volkmar, D. Holtmann, R. Ulber; Material utilization of green waste – A review on potential valorisation methods; Bioresour. Bioprocess. 8, 19 (2021); DOI: https://doi.org/10.1186/s40643-021-00367-5
  • A. Langsdorf, A-L. Drommershausen, M. Volkmar, R. Ulber, D. Holtmann; Fermentative alpha-Humulene Production from Homogenized Grass Clippings as a Growth Medium; Molecules 2022, 27, 868; https://doi.org/10.3390/molecules27248684
  • A. Langsdorf, M. Volkmar, R. Ulber, F. Hollmann, D. Holtmann; Peroxidases from grass clip-pings for the removal of phenolic compounds from wastewater; Bioresources Technology Reports 2023, 22, 101471; doi.org/10.1016/j.biteb.2023.101471
  • M. Volkmar, A.-L. Maus, M. Weisbrodt, J. Bohlender, A. Langsdorf, D. Holtmann, R. Ulber; Municipal green waste as substrate for the microbial production of platform chemicals; (2023) Bioresour. Bioprocess. 10 (1). DOI: 10.1186/s40643-023-00663-2

Vorträge

  • M. Volkmar, M. Weisbrodt, L. M. Blank, R. Ulber; Municipal green waste as feedstock for the fermentative production of itaconic acid using Ustilago maydis; 14th European Congress of Chemical Engineering and 7th European Congress of Applied Biotechnology (2023), Berlin, Deutschland
  • M. Volkmar, M. Weisbrodt, L. M. Blank, R. Ulber; Production of itaconic acid using Ustilago maydis based on municipal green waste; 19th International Conference on Renewable Resources & Biorefineries (2023), Riga, Lettland
  • M. Volkmar, E. Bentz, A. Langsdorf, D. Holtmann, R. Ulber; Investigation of alternative feedstocks based on municipal green waste for conventional and electro-assisted fermentations; International Conference on Renewable Resources & Biorefineries 2022; Brügge, Belgien
  • M. Volkmar, M. Weisbrodt, A. Langsdorf, D. Holtmann, R. Ulber; Alternative feedstocks for microbial fermentations based on municipal green waste; (Bio)Process Engineering – a Key to Sustainable Development 2022; Aachen, Deutschland
  • M. Volkmar, A.-K. Schwartzkopff, M. Weisbrodt, A.-L. Maus, R. Ulber, Press juice of municipal grass clippings as medium for microbial fermentations, Grassification Webinar “Assessing the Potential Use of the Liquid Fraction of Roadside Grass”, Biorefine Cluster Europe (2021), Digital
  • M. Volkmar, E. Bentz, A.-K. Schwartzkopff, J. Stiefelmaier, M. Engel, D. Holtmann, R. Ulber, Municipal Green Waste as Feedstock for conventional and electro-assisted Fermentations, 17th International Conference on Renewable Resources & Biorefineries (2021), Aveiro, Portugal
  • M. Volkmar, E. Bentz, A.-K. Schwartzkopff, J. Stiefelmaier, M. Engel, D. Holtmann, R. Ulber, Electro-assisted fermentation of Clostridium acetobutylicum with municipal green waste as feedstock, 13th European Congress of Chemical Engineering and 6th European Congress of Applied Biotechnology (2021), Digital

Poster

  • M. Volkmar; Municipal green waste as feedstock for fermentations; RPTU Verfahrenstechnik Doktorandenseminar (2023), Annweiler, Deutschland
  • M. Volkmar, A. Langsdorf, D. Holtmann, R. Harnisch, P. Hahn, R. Ulber, Kommunaler Grünschnitt als Rohstoff für Fermentationen, Jahrestreffen BioBall (2022), Frankfurt am Main, Deutschland
  • M. Volkmar, E. Bentz, A. Langsdorf, D. Holtmann, R. Ulber; Analysis of municipal green waste as feedstock for electro-assisted fermentations with Clostridium acetobutylicum; Himmelfahrtstagung on Bioprocess Engineering 2022; Mainz, Deutschland
  • M. Volkmar, J. Weiermüller, A. Langsdorf, D. Holtmann, N. Feizy, R. Hommel, R. Ulber, Kommunaler Grünschnitt als Rohstoff für Fermentationen, Jahrestreffen BioBall (2021), Frankfurt am Main, Deutschland
  • M. Volkmar, J. Weiermüller, J. Stiefelmaier, A. Akermann, A.-L. Maus, A.-K. Schwartzkopff, W. Ly, R. Ulber; Municipal green waste as feedstock for microbial fermentations; Himmelfahrtstagung on Bioprocess Engineering 2021 - New Bioprocesses, New Products (2021), Digital

 

Zum Seitenanfang