Forschungsnetzwerk Bioenergie

Grafik einer Landschaft - veranschaulicht Bioenergie und Sektorkopplung
(Bild: Begleitvorhaben, DBFZ)

Wie Bioenergie in unserem künftigen Energiesystem als Baustein der Energiewende eingesetzt werden kann, darüber tauschen sich die Mitglieder im Forschungsnetzwerk Bioenergie aus. Die Mitglieder erarbeiten im engen Austausch mit der Begleitforschung Handlungsempfehlungen zur Bioenergie für den Strommarkt, Wärmemarkt und Verkehr.

Der Fokus des Forschungsnetzwerkes Bioenergie liegt auf der energetischen Biomassenutzung aus biogenen Rest- und Abfallstoffen wie Bioabfall oder Grünschnitt. In größeren Dimensionen können feste Reststoffe in Biomasseheizkraftwerken verbrannt und mit Dampfturbinen in Strom umgewandelt werden. Mit Gasturbinen kann Biogas zu grünen Strom werden. In den Sektoren Strom, Wärme und Kälte sowie Mobilität trägt die Bioenergie schon heute zu einer klimafreundlichen Energieversorgung bei. Über die Hälfte der erneuerbaren Energien aus Deutschland stammen aus der Bioenergie (Stand 2018).

Bioenergie unterstützt Ausbau der Sektorkopplung

Damit sich die Bioenergie flexibel in ein immer komplexeres Energiesystem einfügen kann, muss die Erzeugung effizienter, umweltverträglicher und wirtschaftlicher werden. Dazu braucht es innovative Technologien, intelligente Steuerinstrumente und entsprechende Geschäftsmodelle. Im künftigen Energiesystem soll die Bioenergie den Ausbau der Sektorkopplung unterstützen und ihre Stärken im Verkehrssektor sowie als Biowärme im Wärmemarkt genutzt werden. Mit diesen Herausforderungen der Energiewende beschäftigen sich die vier Arbeitsgruppen im Forschungsnetzwerk Bioenergie.

Stetige Diskussionen und ein konstruktiver Erfahrungsaustausch zwischen Forschung, Wirtschaft und Politik im Netzwerk sind für einen engen Praxisbezug und einen raschen Transfer von Forschungsergebnissen in die Anwendung wertvolle Instrumente. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) hat mit dem Forschungsnetzwerk Bioenergie eine Plattform initiiert, die den Dialogprozess innerhalb des Forschungsfeldes unterstützt und alle Akteure zusammenführt.

Die Wärmewende ist ein wichtiges Feld der Energiewende, beispielsweise mit Blick auf einen klimaneutralen Gebäudebestand. Bioenergieanlagen zur Erzeugung von Wärme, Kälte oder Strom/Wärme leisten dazu schon heute einen wichtigen Beitrag. Um diese Systeme noch kostengünstiger, effizienter, emissionsärmer zu gestalten, sind weitere Forschung und Entwicklung notwendig. Im Hinblick auf die Technologien arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beispielsweise an Innovationen bei der Verbrennung, Vergasung oder bei der Kraft-Wärme-Kopplung. Für die Markteinführung neuer Systeme und Komponenten gilt es neben kosteneffizienten Lösungsansätzen auch technische, sozioökonomische, politische und rechtliche Anforderungen (z. B. Wärmenetze, Effizienz, EEWärmeG, BImSchV) zu erfüllen. Die Herausforderungen in diesem Bereich werden in der Arbeitsgruppe „Bioenergie im Wärmemarkt“ mit thematisiert. Zudem erarbeiten die Mitglieder Statement-Papiere für die Politik, Wissenschaft und Praxis rund um die Nutzung der Bioenergie im Wärmemarkt.

Die Arbeitsgruppe beschäftigt sich mit Fragestellungen rund um die Integration der Bioenergie in den Strommarkt. Die Bioenergie kann künftig ein Baustein für eine flexible Strombereitstellung und-–speicherung im Energiesystem darstellen, Systemdienstleistungen bereitstellen und zum Erhalt der Stabilität im Stromnetz beitragen. Voraussetzung hierfür sind Forschung und Entwicklung zu Systemen, Komponenten und Strategien, um die Herausforderungen rund um eine erfolgreiche Markteinführung zu bewältigen. Dabei sind kosteneffiziente Lösungsansätze gefragt, aber auch technische, sozio-ökonomische, politische und rechtliche Anforderungen (Strommarkt, Stromnetze, Effizienz, EEG 3.0) müssen erfüllt werden. Hinzu kommen Fragestellungen rund um die Systemintegration der Bioenergie. Im Hinblick auf eine flexible Bioenergienutzung stehen Innovationen und Weiterentwicklungen von Komponenten im Fokus dieses Forschungsfelds.

Für eine erfolgreiche Systemintegration von Bioenergieanlagen in das Gesamtsystem, sind einheitliche Normierung und Standardisierung notwendig, unter anderem zu Festbrennstoffen, Komponenten, Emissionen oder Nachhaltigkeit. Aber auch Zertifizierungsfragen müssen geregelt werden. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten zudem an der Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Analyse-, Berechnungs- und Bewertungsmethoden. Diese müssen aktuelle politische und rechtliche Fragestellungen (z. B. Flexibilisierung und Versorgungssicherheit) mit abbilden und berücksichtigen. Neben dem Transfer von Forschungsergebnissen auf nationaler Ebene, rückt auch der internationale Ausstauch stärker in den Fokus. Dieser erfolgt derzeit beispielsweise über die Internationale Energieagentur (IEA). Hierzu will die Arbeitsgruppe „Normierung und Standard“ internationale Experten in ihre Gespräche miteinbinden. Ein weiterer Schwerpunkt ist der Bedarf nach harmonisierten Methodenansätzen, der zudem auch in den anderen Arbeitsgruppen relevant ist.

Für die Energiewende im Verkehr werden Biokraftstoffe künftig einen wichtigen Beitrag leisten, um die Klimaziele in diesem Bereich zu erreichen und den CO2-Ausstoß spürbar zu senken. Bioenergieanlagen spielen hierbei vor allem in Bezug auf die Sektorenkopplung zwischen Strom-, Wärme- und Mobilitätssektor eine wichtige Rolle. Daraus ergeben sich Fragestellungen rund um die Systemintegration der Anlagen. Ein weiteres Forschungsfeld ist die Entwicklung von Kraftstoffen aus Rest- und Abfallstoffen. Zudem müssen kombinierte Lösungen von strom- und biomassebasierten Kraftstoffen erforscht werden. Darüber hinaus arbeiten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an kosten- und Treibhausgas-effizienten Kraftstoffsubstituten für Anwendungsbereiche, wo die Elektromobilität nicht zum Tragen kommt. In der Arbeitsgruppe „Bioenergie und Integration im Verkehr“ diskutieren die Mitglieder dementsprechend über den künftigen Forschungsbedarf entsprechend dem Marktpotenzial der verschiedenen Ansätze und Lösungen sowie den energiewirtschaftlichen Bedarf für die Energiewende.

Energetische Biomassenutzung: das Team der Begleitforschung
(Bild: Begleitvorhaben/DBFZ)

Begleitvorhaben Bioenergie

Seit 2009 unterstützt das Begleitvorhaben am DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum wissenschaftlich und medial den Förderbereich „Energetische Biomassenutzung“, seit 2016 auch das Forschungsnetzwerk Bioenergie. Das Begleitvorhaben agiert zugleich als Schnittstelle zwischen dem Netzwerk Bioenergie und Schlüsselakteuren aus Wissenschaft, Wirtschaft, Fachpolitik und Presse.

Übergeordnetes Ziel ist es, in den Bereichen Vernetzung, Begleitvorhaben und Wissenstransfer einen Mehrwert über die einzelnen Projekte hinaus zu erreichen. Das Begleitvorhaben führt hierzu den wissenschaftlichen Output sowie verschiedene Standpunkte zusammen und unterstützt den Fachdialog im Netzwerk. So koordinierte das Begleitvorhaben beispielsweise das Erarbeiten von Empfehlungen für die künftige Forschungsagenda im Netzwerk. Zudem werden gemeinsame Stellungnahmen zu aktuellen (förder)politischen Themen formuliert.

Zu den zahlreichen Aktivitäten des Begleitvorhabens gehören eine umfangreiche Webplattform des Förderbereichs, Fachpublikationen, Medien- und Pressearbeit, themenspezifische Workshops sowie regelmäßige Statuskonferenzen. Eine eigene Schriftenreihe präsentiert die Ergebnisse der Projekte und Arbeitsgruppen. Bisher sind über 20 Bände sowie sechs Fokushefte zu Schwerpunktthemen erschienen, unter anderem zu Biogas, Festbrennstoffen, Hydrothermalen Prozesse und Bioenergietechnologien.

Zudem koordiniert und organisiert das Begleitvorhaben die projektübergreifenden Arbeitsgruppen des Netzwerks mit Blick auf den politischen Diskurs und die Harmonisierung von Methoden. Konkret hat die Begleitforschung in intensiven Diskussionen mit den Netzwerkpartnern bereits Messmethodensammlungen zum Thema Biogas, Feinstaub und Vergasung sowie ein Methodenhandbuch in Deutsch und Englisch (weiter)entwickelt.

Fokusheft „Bioenergie im Strom- und Wärmemarkt“

Das Fokusheft »Bioenergie im Strom- und Wärmemarkt« wird im Rahmen der Schriftenreihe »Energetische Biomassenutzung« des BMWi-Forschungsnetzwerkes veröffentlicht. In der aktuellen und letzten Ausgabe des Fokushefts werden die neuesten Projektergebnisse der letzten zwei Jahre (2019–2020) anschaulich und prägnant dargestellt.

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2021 PDF 81 MB
Konferenzband "V. CMP International Conference on Monitoring & Process Control of Anaerobic Digestion Processes"

Die Ergebnisse der "V. CMP International Conference on Monitoring and Process Control of Anaerobic Digestion Processes" vom 23 bis 25. März 2021 sind online verfügbar: Den Konferenzband mit über 40 Beiträgen und Firmenprofilen, sowie über 20 (Kurz-)Präsentationen als PDF und Video finden Sie auf der Konferenzwebseite der V. CMP:  https://www.bioenergie-events.de/cmp

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2021PDF2.81 MB
Methodenhandbuch des Forschungsnetzwerks Bioenergie (5. Auflage, Juni 2021)

Das Methodenhandbuch hat zum Ziel, eine durchgängige Dokumentations- und Methodenbasis für die Bestimmung von Technologiekennwerten, Gestehungskosten und Klimagaseffekten im Förderprogramm „Energetische Biomassenutzung“ anzubieten. Neben der Aktualisierung der bestehenden Methoden und Kennwerte wurde ein neues Kapitel zur „Flexiblen Bereitstellung von Bioenergie“ erarbeitet. Hier werden die wesentlichen Beschreibungsgrößen für die Analyse der flexiblen Nutzung von Bioenergie grundlegend eingeordnet.

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2021 PDF 5,12 MB
Stellungnahme: Biomasse und Bioenergie als Teil der Wasserstoffwirtschaft

Die Stellungnahme zum Thema Wasserstoff aus und mit Biomasse wurde von Mitgliedern des BMWi-Forschungsnetzwerks Bioenergie im Rahmen eines Konsultationsprozesses verfasst. Dieser Prozess wurde von der Begleitforschung koordiniert. Ein Ziel der Stellungnahme ist es, ein Meinungsbild der Expertinnen und Experten des Forschungsnetzwerks zum möglichen Beitrag von Biomasse und Bioenergie für die nationale und europäische Wasserstoffstrategie aufzuzeigen.

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2021 PDF 535 KB
FH Systemlösungen im Wärmesektor. 52 Modellkonzepte für eine klimaneutrale Wärme

Im Rahmen des Projektes „BioplanW – Systemlösungen für Bioenergie im Wärmesektor im Kontext zukünftiger Entwicklungen“ wurden 52 Versorgungsszenarien für die Wärmebereitstellung aus Biomasse und anderen erneuerbaren Energien entwickelt. Erfahren Sie mehr über die Trends der Wärmenutzung und die Vielfalt im Wärmemarkt. 52 Technologie-Steckbriefen mit Überblicksgraphiken verdeutlichen anschaulich die sektorenübergreifenden Optionen vom Einfamilienhaus bis hin zu Industrieanlagen.

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2020
MMS Biogas

Neue Auflage der Messmethodensammlung Biogas veröffentlicht
Die neue englische Ausgabe der Messmethodensammlung Biogas zur Beschreibung von Methoden zur Bestimmung von analytischen und prozessbeschreibenden Paramatern im Biogasbereich wurde veröffentlicht. 23 neue Methodenbeiträge aus dem Bereich Gasanalyse, Batch tests und Ringversuche sowie innovative Prüfgeräte wurden ergänzt und die bestehenden Methoden aktualisiert. Damit umfasst die Messemethodensammlung nun über 60 Methoden zu den im Biogassektor eingesetzten Methoden inklusive Vergleiche hinsichtlich der Eignung für spezielle Anwendungen (Stärken und Herausforderungen).

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2020
Systemische Integration der Bioenergie & weiterer erneuerbarer Energien in Gebäuden und Quartieren

Konferenzband der Fachkonferenz Digitalisieren – Sektoren koppeln – Flexibilisieren der BMWi-Forschungsnetzwerke Bioenergie und Energiewendebauen

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2020PDF11.84 MB
Begleitvorhaben Energetische Biomassenutzung

Publikationen aus dem Förderprogramm Energetische Biomassenutzung

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2019 Website
Forschungsnetzwerk Bioenergie

Expertenempfehlung für das 7. Energieforschungs-programm

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2017PDF812.49 KB
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Lena Panning
Projektträger Jülich

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Begleitvorhaben

Prof. Dr.-Ing. Daniela Thrän
Projektleitung
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH

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Projektkoordination
DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH

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