RegBioFerm – Industrielle Bioökonomie

Integrale stoffliche und energetische Verwertungskaskade für biogene Abfälle auf Basis eines innovativen Fermenters in der hessischen Ökomodell-Region Süd

Laufzeit: 04/2023 - 03/2026

Kurzbeschreibung

Die Erzeugung von Bioenergie aus Bioabfällen ist ein wesentlicher Bestandteil der zirkulären Bioökonomie und trägt zur Substitution fossiler Energieträger sowie zur Dekarbonisierung der Wirtschaft bei. Zudem werden die Entwicklung des ländlichen Raums und die Etablierung neuer Lieferketten für Biomasse-Rohstoffe und -Produkte gefördert.
Aktuell werden in Deutschland nur etwa 35 Prozent des bereits getrennt erfassten Bioabfalls in Biogasanlagen zur Biogasproduktion genutzt (UBA, 2019). Dabei werden lediglich etwa 5 Prozent der gesamten Bio- und Grüngutabfälle verwertet. Gemäß Schätzungen des Fachverbands Biogas liegt das ungenutzte Potenzial bei rund 4,5 Mio. Tonnen Bioabfall pro Jahr, aus denen sich mehr als 1 Mio. Megawattstunden Strom erzeugen ließen (Palla, 2022).
Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz geförderte Forschungs- und Entwicklungsvorhaben „RegBioFerm“ zielt darauf ab, die beiden Aspekte Bioenergie und Kreislaufwirtschaft in ein skalierungsfähiges, von biogenen Abfällen ausgehendes, stofflich-energetisches Wertschöpfungsnetz in der Ökomodell-Region Südhessen zu integrieren.
Innerhalb des Projekts erfolgt die projektbegleitende Ökobilanzierung gemäß den ISO-Standards 14040/14044. Die Bilanzierung dient als Bindeglied zwischen den technisch-experimentellen Aspekten des Vorhabens und der Durchführbarkeitsstudie. Dabei wird der komplette Lebensweg (Cradle-to-Grave) betrachtet. Der Fokus liegt auf der Biogasproduktion (Substrate, Komponenten, Anlage) und dem geplanten Wertschöpfungsnetz auch hinsichtlich der Übertragbarkeit auf andere Regionen.
Im Fokus der Ökobilanzierung steht die Verwertungskaskade der Bioabfälle, welche die Grundlage für die Ermittlung und Optimierung des bioökonomischen Gesamtnutzens des aufzubauenden Wertschöpfungsnetzes Süd bildet.

Forschungsfragen

Die zentralen Forschungsfragen lauten:

  • Welche Prozess-, Produkt- und Systemverbesserungen können anhand der Ökobilanzierung gemäß den ISO-Standards 14040/14044 für die Biogasanlage, die Biogasproduktion und das gesamte Wertschöpfungsnetz identifiziert und umgesetzt werden?
  • Wie unterscheiden sich die Ergebnisse der Wirkungskategorien (bspw. Global Warming Potential (GWP) und Kumulierter Energieaufwand (KEA)) der Biogasanlage im Vergleich zu denen anderer Biogasanlagen?
  • Welche Handlungsempfehlungen können aus der Ökobilanzierung des gesamten bioökonomischen Wertschöpfungsnetzes bezüglich der Anwendungsszenarien abgeleitet werden?
  • Wie können die Modellierungsansätze der Ökobilanzierung auf verwandte Substitutionsprobleme mit starkem räumlichem Bezug (z. B. der Einsatz von Düngemittelrezyklaten aus der Phosphorrückgewinnung) übertragen werden?

Zielsetzung

Auf Basis dieser übergeordneten Zielsetzung werden in den einzelnen Arbeitspaketen folgende operative Ziele verfolgt:

  • Erstellung einer Ökobilanz der Biogasproduktion unter Berücksichtigung technischer Verfahrensvarianten sowie Ableitung entwicklungsbegleitender Optimierungen und Weichenstellungen.
  • Erweiterung der Ökobilanz auf das gesamte bioökonomische Wertschöpfungsnetz unter Berücksichtigung der Weiterverarbeitung und alternativer Verwendungsoptionen.
  • Kontinuierliche Dokumentation der inhaltlichen Ausarbeitungen sowie Darlegung von Optimierungspotenzialen und Ableitung von Handlungsempfehlungen.

Projektbeteiligte

Ein Projekt des Kompetenzzentrums ZEuUS

Projektleitung:

Projektbeteiligte (THM):

Projektpartner (extern):

Auftraggeber / Förderer: