Forschung

Die Bundesregierung strebt einen nachhaltigen Ausbau der energetischen Nutzung von Biomasse zu einer wesentlichen Säule für die künftige Energieversorgung an. Der Ausbau soll einen wichtigen Beitrag zum Klima- und Umweltschutz, zur Schonung fossiler Ressourcen, zur Sicherheit der Energieversorgung sowie zur Stärkung der Wertschöpfung insbesondere im ländlichen Raum und in der Land- und Forstwirtschaft leisten. Die energetische Nutzung von Biomasse kann jedoch nur dann dauerhaft etabliert werden, wenn sie nachhaltig, d.h. ökonomisch tragfähig, ökologisch zukunftsorientiert sowie sozial verträglich erfolgt.

Vor diesem Hintergrund ist es der wissenschaftliche Auftrag des Deutschen BiomasseForschungsZentrums (DBFZ), die effiziente Etablierung von Biomasse als wertvolle Ressource für eine nachhaltige Energiebereitstellung im Rahmen angewandter Forschung umfassend zu unterstützen sowie theoretisch und praktisch voran zu treiben. Die Etablierung und Integration von Biomasse in die Reihe der bestehenden Energieträger erfolgt unter Einschluss technischer, ökologischer, ökonomischer, sozialer sowie energiewirtschaftlicher Aspekte entlang der gesamten Nutzungskette, d.h. von der Produktion über die Bereitstellung bis zur Nutzung. Darüber hinaus soll das DBFZ wissenschaftlich fundierte Entscheidungshilfen für die Politik erarbeiten.

Weiterhin bearbeitet das Deutsche BiomasseForschungsZentrum die folgenden Punkte:

• Prüfung und Zertifizierung von festen und flüssigen Biobrennstoffen und Anlagen zur Wärme-, Strom- und ggf. Kraftstoffbereitstellung.
• Beratung privater und öffentlicher Einrichtungen zu allen Fragen im Bereich "Energiegewinnung aus Biomasse".
• Marktbeobachtung und Datenbereitstellung im Bereich "Biomasse/Bioenergie".
• Mitarbeit in nationalen und internationalen Gremien und Ausschüssen u.a. bei der Normung und Richtlinienerstellung.
• Unterstützung von Bundesministerien bei strategischen Fragen im Bereich "Biomasse/Bioenergie".
• Vernetzung von Aktivitäten relevanter Akteure im Bereich "Biomasse/Bioenergie".

Die relevanten Zielgruppen des DBFZ sind neben dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) und anderer Bundes- und Landesministerien auch staatliche und nicht-staatliche, nationale und internationale Organisationen sowie Wirtschaftszweige, welche von einer Energiegewinnung aus Biomasse direkt und indirekt berührt werden. Die Entwicklung neuer Prozesse, Verfahren und Konzepte erfolgt in enger Kooperation mit Wirtschaftspartnern sowie mit Forschungseinrichtungen. Damit werden auch Forschungsnetzwerke zwischen der Wirtschaft und der Wissenschaft initiiert und gefördert. Auch erfolgt eine Vernetzung mit der Forschung im Agrar-, Forst- und Umweltbereich, u.a. mit der BMELV-Ressortforschung, der außeruniversitären Großforschung (insbesondere dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)), den Landesforschungseinrichtungen, ausgewählten Universitäten wie auch mit anderen deutschen, europäischen und internationalen Institutionen im Bereich der energetischen Biomasseforschung.

In der wissenschaftlichen Arbeit setzt sich das Deutsche BiomasseForschungsZentrum (DBFZ) primär mit den folgenden inhaltlichen Schwerpunkten auseinander. Für jedes der Forschungsfelder wurde ein eigenständiger Forschungsbereich geschaffen, welche im Folgenden kurz beschrieben werden.

Die Forschungsbereiche innerhalb des DBFZ

Bioenergiesysteme (BS): Die Hauptziele der Forschung im Bereich "Bioenergiesysteme" (BS) sind die Untersuchung von Biomassepotenzialen auf verschiedenen Ebenen sowie die Einschätzung der Möglichkeiten ihrer nachhaltigen energetischen Nutzung. Das schließt die Entwicklung verbesserter Methoden zur Potenzialanalyse, das Entwerfen und Beurteilen von Mittel- und Langfristszenarien, das Entwickeln von Maßnahmeplänen zur Erschließung spezifischer Ressourcen und Einführung innovativer Technologien in den Markt und die Weiterentwicklung geeigneter Kriterien zur ökonomischen, ökologischen und technischen Bewertung mit ein. Auf Grundlage dieser Arbeit sollen Vorschläge zu einer nachhaltigen Bioenergiestrategie für Deutschland und Europa entwickelt und bewertet werden. Dadurch soll sichergestellt werden, dass Biomasse als zukünftiger Energieträger aus dem Blickwinkel der gesamten Volkswirtschaft erfolgreich zur Reduktion der Treibhausgasemissionen beitragen sowie Wertschöpfungsmöglichkeiten für ländliche Regionen schaffen und vielversprechende Perspektiven für die deutsche Industrie eröffnen kann. mehr

Biochemische Konversion (BK): Der Bereich „Biochemische Konversion“ (BK) beschäftigt sich mit  der Forschung, Entwicklung und Beratung hinsichtlich der Energiegewinnung aus Biomasse auf der Basis biochemischer Prozesse. Dies umfasst neben der Biogasgewinnung und –nutzung auch die Prozesse zur Bereitstellung von Bioethanol und zukünftiger weiterer flüssiger und gasförmiger Energieträger, die biologisch katalysiert aus organischen Stoffen produziert werden können. Eine technisch optimierte biochemische Konversion ist mit vielfältigen Herausforderungen verbunden. So sind gleichermaßen technische, biologische und chemische, wie auch logistische, rechtliche, ökologische und ökonomische Fragestellungen zu beachten. Vor diesem Hintergrund sind die Hauptziele der Forschungstätigkeit im Bereich "Biochemische Konversion" die Verbesserung der technischen sowie der ökonomischen und ökologischen Effizienz der Biogasproduktion und -nutzung. Dies schließt die Verringerung negativer und/oder unerwünschter Effekte auf die Umwelt sowie die Erhöhung des Methanertrags aus den unterschiedlichsten Substraten bzw. Substratgemischen in Verbindung mit einer Verringerung des Biomasse- bzw. Methanverlustes im Gesamtprozess der Bereitstellungskette von der Substraterzeugung und –bereitstellung mit ein. Außerdem beinhaltet dies die effiziente Nutzung der Energie- und Stoffströme sowie die Schließung von Nährstoffkreisläufen und die Unterstützung bei der Realisierung neuer und verbesserter Anlagen. mehr

Thermo-chemische Konversion (TK): Der Bereich „Thermo-chemische Konversion“ (TK) behandelt ausgewählte Fragen im Zusammenhang mit der thermo-chemischen Umwandlung biogener Festbrennstoffe und der Breitstellung von Strom und/oder Wärme aus biogenen Festbrennstoffen. Dabei werden alle technischen Aspekte vom Brennstoff über die Feuerung, die Rauchgasreinigung sowohl theoretisch im Monitoring wie auch praktisch in der Entwicklung mit einbezogen. Des Weiteren werden auch die theoretischen Grundlagen inkl. der Modellierung berücksichtigt. Um den Anteil der erneuerbaren Energiegewinnung in Deutschland - wie politisch im Rahmen der Klimaschutzinitiative gefordert – weiter auszubauen, muss die Nutzung von fester Biomasse als Energieträger weiterhin signifikant zunehmen. Gleichzeitig muss dieser Anstieg im Bereich der Thermo-chemischen Konversion mit möglichst geringen Belastungen für die Umwelt – und dies gilt speziell in Hinblick auf Feinstaub und Stickstoffoxide (NOx) – erfolgen. Vor diesem Hintergrund wird im Bereich TK u. a. untersucht, wie die verfügbare Ressourcenbasis zur Bereitstellung von biogenen Festbrennstoffen verbreitert werden kann. Zusätzlich werden die bestehenden Verbrennungssysteme weiter optimiert und neue Geräte entwickelt – mit dem Ziel einer besseren Effizienz, eines geringeren Einflusses auf die Umwelt und einer Reduktion der Kosten. Weitere Aufgaben in diesem Kontext sind eine verbesserte Integration von Solaranlagen über innovative Regelsysteme und die Entwicklung und Optimierung von Kraft-Wärme-Kopplungs-Systemen in allen Leistungsbereichen. mehr

Bioraffinerien (BR): Die im Bereich Bioraffinerien (BR) angesiedelten Forschungsaufgaben sind die praxisnahe Analyse und Bewertung der Produktion und Nutzung heutiger und zukünftiger Biokraftstoffe mit Fokus auf der technisch-ökonomischen Umsetzbarkeit sowie den umweltrelevanten Aspekten im Kontext der derzeitigen und zukünftigen Nachhaltigkeitsziele. Die Forschung und Entwicklung (F&E) innerhalb des Bereiches BR orientiert sich dabei entlang der gesamten Bereitstellungskette (d.h. ausgehend von Verfahren und Technologien zur Produktion von Biokraftstoffen in alleinigen Anlagen oder als Teil von Bioraffinerien und deren Nutzung). Die Ausrichtung der Tätigkeiten im experimentellen Bereich konzentriert sich zum einen auf Fragestellungen rund um die Synthesegasbereitstellung und zum anderen auf die Charakterisierung von Brenn-/Kraftstoffen und deren motorisches Verhalten. mehr