Systembeitrag von Biomasse

"Smarte Bioenergienutzung wird in kleinen, sehr präzise geregelten Anlagen ein Baustein für die integrierten Versorgungssysteme sein und zur nachhaltigen Energieversorgung von morgen beitragen können." 

Prof. Dr. Daniela Thrän, Leiterin des Forschungsschwerpunkts

Die künftige Biomassenutzung muss zahlreichen Ansprüchen gerecht werden. Dazu gehören Ernährungssicherung, Versorgungssicherheit im Mix mit anderen Erneuerbaren Energien, aber auch innovative Produkte und Märkte im Rahmen der Bioökonomie sowie Klima- und Umweltschutz und nicht zuletzt die Entwicklung ländlicher Räume. Dies stellt eine große Herausforderung in der Umsetzung dar. Zusammen mit dem Umstand, dass die Potenziale der Biomasse begrenzt sind, ergeben sich unweigerlich Zielkonflikte und Grenzen der Biomassenutzung. Diesen ist nur mittels in Nachhaltigkeitsrahmen eingebetteter Rohstoffstrategien und einer Priorisierung von Schlüsseltechnologien (vgl. Abbildung) zur Nutzung von Biomasse zu begegnen.

Zielstellung

Mit dem Forschungsschwerpunkt soll ein Beitrag zur Erarbeitung nachhaltiger Bioenergiestrategien auf nationaler und internationaler Ebene geleistet werden. Dazu werden regional bzw. global verfügbare Biomassepotenziale bestimmt und die vielfältigen Optionen unterschiedlicher Biomasseverwertungskonzepte betrachtet und bewertet. Übergeordnetes Ziel ist es, methodische und systemtechnische Fragestellungen zur Effizienz und Nachhaltigkeit des Biomasseeinsatzes aus ökonomischer, ökologischer und technischer Sicht zu beantworten und dabei sowohl die eingesetzten Flächenressourcen, als auch energieträgerspezifischen Aufbereitungs- und Konversionstechnologien einzubeziehen. Die Kombination dieser Themenfelder bietet die Basis für die Ableitung von Strategien und Handlungsempfehlungen für Entscheidungsträger aus Politik und Wirtschaft.

 

Ausblick

Mit den eingangs beschriebenen Herausforderungen an eine künftige Biomassenutzung im Rahmen des Forschungsschwerpunktes "Systembeitrag von Biomasse" ist es notwendig, den Fokus auf anwendungsnahe Fragenstellungen zu lenken, um Entscheidungsprozesse im Bereich der Bioenergie/Bioökonomie wissenschaftlich zu unterstützen. Forschungsziele wären in diesem Zusammenhang die Entwicklung von Monitoringsystemen zur Abbildung der Biomasseverfügbarkeit für die energetische und stoffliche Nutzung unter dynamischen ökonomischen, sozialen, ökologischen (z. B. Klimawandel) und politischen Rahmenbedingungen bzw. die Entwicklung von Modellen, Versorgungsszenarien und Nutzungsstrategien für Bioenergie‐ und Bioökonomiekonzepte mit dem Ziel der Verlängerung der Wertschöpfungsketten durch zusätzliche Kaskaden und der Verbesserung der Nutzungseffizienz. Ferner wäre die Analyse des Biomassebeitrages zur kombinierten stofflichen und energetischen Versorgungssicherheit und flexiblen und bedarfsgerechten Energiebereitstellung ein weiteres mittelfristiges Forschungsziel.

Flyer zum Forschungsschwerpunkt "Systembeitrag von Biomasse" (3.39 MB)

Im Forschungsschwerpunkt „Systembeitrag von Biomasse“ werden mit standardisierten Datenmanagementtools vielfältige Daten erhoben, die dem Monitoring des Bioenergiemarktes dienen. Auf Basis des Datenbestandes bietet das DBFZ eine Vielzahl von Beratungsdienstleistungen bezüglich strategiepolitischer Fragestellungen und marktrelevanter Entscheidungen an.

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Wichtige Referenzprojekte (Auswahl)

  • acatech - Energiesysteme der Zukunft (ESYS): Biomasse im Spannungsfeld zwischen Energie- und Klimapolitik: Strategien für eine nachhaltige Bioenergienutzung, Bundesministerium für Bildung und Forschung, 01.09.2017 - 31.08.2018
  • OpenGeoEdu – Offene Daten für Lehre und Forschung in raumbezogenen Studiengängen; Teilvorhaben e-Learning: Räumliche Verteilung von biogenen Ressourcen, Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur/VdI/VDE/IT + TÜV Rheinland, 01.05.2017 - 30.04.2020 (FKZ: 19S2007D)
  • MethBos2 – Bioenergy Component - Advisory for biomass potential map development in Bosnia and Herzegovina, GIZ, 05.09.2017 - 30.08.2018
  • MoBiFuels – Analyse und Beseitigung von technisch modifizierten Bioenergieträgern, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie/Projektträger Jülich, 01.11.2018-31.10.2021 (FKZ: 03KB136A)
  • TATBIO – Technoökonomische Analyse und Transformationspfade des energetischen Biomassepotentials, Bundesministerium für Wirtschaft und Energie/Projektträger Jülich, 10.10.2017 - 31.01.2019 (FKZ: 03MAP362

Wichtige Veröffentlichungen (Auswahl)

  • Dotzauer, M.; Pfeiffer, D.; Lauer, M.; Pohl, M.; Mauky, E.; Bär, K.; Sonnleitner, M.; Zörner, W.; Hudde, J.; Schwarz, B.; Faßauer, B.; Dahmen, M.; Rieke, C.; Herbert, J.; Thrän, D. (2019). "How to measure flexibility: performance indicators for demand driven power generation from biogas plants". Renewable Energy (ISSN: 0960-1481), H. 134. S. 135-146. DOI: 10.1016/j.renene.2018.10.021.
  • Scheftelowitz, M.; Becker, R.; Thrän, D. (2018). "Improved power provision from biomass: A retrospective on the impacts of German energy policy". Biomass and Bioenergy (ISSN: 0961-9534), H. 111. S. 1-12. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.01.010.
  • Lauer, M.; Hansen, J. K.; Lamers, P.; Thrän, D. (2018). "Making money from waste: The economic viability of producing biogas and biomethane in the Idaho dairy industry". Applied Energy (ISSN: 0306-2619), H. 222. S. 621-636. DOI: 10.1016/j.apenergy.2018.04.026.
  • Majer, S.; Moosmann, D.; Wurster, S.; Ladu, L.; Thrän, D. (2018). Gaps and Research Demand Analysis from Current Certification and Standardisation in a Sustainable Biobased Economy. Vortrag gehalten: 26th European Biomass Conference and Exhibition, Kopenhagen (Dänemark), 14.-17.05.2018.
  • Millinger, M.; Meisel, K.; Budzinski, M.; Thrän, D. (2018). "Relative Greenhouse Gas Abatement Cost Competitiveness of Biofuels in Germany". Energies (ISSN: 1996-1073), Vol. 11, H. 3. DOI: 10.3390/en11030615.
  • Reißmann, D.; Thrän, D.; Bezama, A. (2018). "Hydrothermal processes as treatment paths for biogenic residues in Germany: A review of the technology, sustainability and legal aspects". Journal of Cleaner Production (ISSN: 0959-6526), H. 172. S. 239-252. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.10.151.
  • Horschig, T.; Welfle, A.; Billig, E.; Thrän, D. (2019). "From Paris agreement to business cases for upgraded biogas: Analysis of potential market uptake for biomethane plants in Germany using biogenic carbon capture and utilization technologies". Biomass and Bioenergy (ISSN: 0961-9534), H. 120. S. 313-323. DOI: 10.1016/j.biombioe.2018.11.022.

 

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