Förderbekanntmachung BioProFi - Bioenergie ... · PDF fileFörderbekanntmachung BioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms

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  • Frderbekanntmachung BioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovationim Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung

    ThemenschwerpunkteBiomasseentstehung, Biomassevorbereitung, Biochemische Konversion, Biochemische Produktionsprozesse, Thermochemische Konversion, Produkt- und Reststoffaufbereitung sowie das Querschnittsthema Sensorik

    Frdervolumenca. 38 Millionen Euro

    Gefrderte Vorhaben14 Verbnde, 60 Teilprojekte, davon eine Nachwuchsgruppezustzlich zwei mit der Frderbekanntmachung assoziierte Vorhaben

    Gefrderte Einrichtungen31 Hochschulen, 18 aueruniversitre Forschungseinrichtungen, sechs Unternehmen, sieben Klein- und mittelstndische Unternehmen

    Verbundprojekt Thema

    FEBio@H2O Flssige Energietrger aus einer integrierten hydrothermalen Umwandlung von Biomasse

    ELAST2P Entwicklung von Sensortechnik und Grundlagen einer flexiblen lastabhngigen Steuerung der Intermediat-bildung in zweiphasigen Biogas-Prozessen unter Bercksichtigung einer vollstndigen Substratausnutzung

    GOBI Ganzheitliche Optimierung der Biogasprozesskette zur Steigerung der betrieblichen, stofflichen, energetischen und kologischen Effizienz unter besonderer Bercksichtigung der Produktion eines natrlichen kundenspezifischen Dngemittels

    AG-HiPreFer Autogenerative Two-Phase High Pressure Fermentation: Verfahrenstechnische Grundlagenuntersuchungen zur zweiphasigen Hochdruckfermentation

    VeNGA Grundlagenuntersuchungen zur Verwertung und Nhrstoffnutzung der boden- und pflanzenbezogenen Wirkung von Grrckstnden aus der Abfallvergrung

    BioPara Gesamterfassung von biochemischen und metagenomschen Parametern in Biogasanlagen und deren Korrelation zur Produktionseffizienz

    MethanoQuant Quantifizierung der Wege zur Methanbildung in zweistufigen Biogasanlagen

    ESE-BIOGAS Elektrogenese, Sensorik, und Exoenzym basierte Stabilitts- und Effizienzsteigerung in der Biogasproduktion

    BIO-iSensor Online-Prozessanalytik qualittsbeeinflussender Parameter bei der Biogasproduktion durch intelligente Sensorik

    BIOGAS-MARKER Bioindikatoren der Biogasfermentation

    Nachwuchsgruppe TCKON

    Grundlegende Untersuchungen und gezielte Beeinflussung heterogener Reaktionen in der thermochemischen Konversion von Biomasse und robustes, kontinuierliches online-Monitoring der Organikfracht in der Gasphase

    Advanced Biomass Value

    Entwicklung einer integrierten Verwertungskette zur Konversion von Algen und Hefe basierter Biomasse der dritten Generation zur Herstellung von Flugkraftstoffen, funktionalen Schmierstoffen und neuen Baustoffen

    EloGas Ein portables Konzept zur elektrooptischen Erfassung physiologischer Zustnde von Bakterienzellen in Biogasprozessen

    MOST Modellbasierte Prozesssteuerung von Biogasanlagen

    ALBIRA Grundlagen fr mikroalgenbasierte Bioraffinerie-Konzepte

    OptimAL Optimierte Algen fr eine nachhaltige Luftfahrt

  • Aus Biomasse Treibstoffe und Grundstoffe fr die chemische Industrie herstellenBioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation

    Whrend fr die Produktion von Strom und Wrme eine Reihe von zumindest gleichwertigen Alternativen zur Biomasse existiert, stellt sie den einzigen erneuer- baren Kohlenstofftrger dar. Biomasse ist damit essenziell fr eine auf erneuerbaren Rohstoffquellen aufbauende organische Chemie, beispielsweise fr BtL-Kraftstoffe (Biomass to Liquid Biomasse-verflssigung). Nach Ansicht vieler Expertinnen und Experten sind aber die derzeitigen Verfahren der Biomasseverflssigung hufig sehr aufwndig, kostenintensiv oder fhren zu Produkten minderer Qualitt. Ein neues Verfahren mit dem ein Gemisch aus gesttigten bzw. aromatischen Kohlenwasser-stoffen aus verschiedenen Biomassen hergestellt wird, will der Verbund FEBio@H2O entwickeln. Ziel ist, dass das Gemisch als Treibstoff oder Grundstoff in der chemischen Industrie genutzt werden kann.

    Die Erzeugung von Treibstoff oder Grundchemikalien aus Biomasse kann substanziell zur Reduzierung der fossilen Kohlendioxidemissionen beitragen. Es ermglicht nicht nur eine Bereitstellung dieser Substanzen auf Basis von Biomasse, sondern auch ein Verfahren mit hohen Wirkungsgraden und geringem technischen Aufwand.

    Fr den Einsatz als Energietrger und als chemischer Grundstoff sind insbesondere die Kohlenwasserstoffe interessant, wie sie heute aus Erdl hergestellt werden. Damit knnen die vorhandene Logistik, Weiterverarbei-tungsanlagen und Anwendungen weiterbetrieben werden. Die psychologische Hemmschwelle ist auerdem geringer als bei der Umstellung auf einen Ersatzstoff.

    Als Ausgangsstoffe fr Treibstoffe und fr Grundstoffe fr die chemische Industrie wollen die Wissenschaftler-innen und Wissenschaftler die ganze Bandbreite von Biomasse nutzen. Zur Minimierung von Konkurrenz- situation mit der Nahrungsmittelversorgung und anderen Anwendungen werden insbesondere auch biogene Rest-stoffe betrachtet. Einen wesentlichen Pfeiler der Arbeiten bilden also die stofflichen Eigenschaften unterschiedlicher Biomassen.

    Landpflanzen sind in ihrer Struktur durch den Aufbau aus Kohlenhydraten und Lignin gekennzeichnet. Aus-gehend von diesen Hauptbestandteilen der Edukte soll ein Zwischenprodukt synthetisiert werden, das fr einen Kraftstoffeinsatz ohne chemische Weiterverarbeitungs-schritte drei wesentliche Voraussetzungen erfllt:

    einen geeigneten Siedetemperaturbereich,

    einen geringen Sauerstoffgehalt in Anlehnung andie Kraftstoffnorm und

    eine gute Alterungsbestndigkeit.

    Glucoseproduktlsung

  • www.bmbf.de Stand: August 2014

    FrdermanahmeBioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation im Rahmen des 6. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung

    ProjekttitelFlssige Energietrger aus einer integrierten hydrothermalen Umwandlung von Biomasse FEBio@H

    2O

    Laufzeit01.01.2013 31.12.2015

    Frderkennzeichen03EK3508

    Frdervolumen des Verbundesca. 1,6 Millionen Euro

    KontaktDeutsches Biomasse Forschungszentrum gemeinntzige GmbH Dr.-Ing. Marco KlemmTorgauer Strae 116, 04347 LeipzigTelefon: +49 (0)341-2434-537Telefax: +49 (0)341-2434-133E-Mail: [email protected]

    ProjektpartnerDBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinntzige GmbH, Universitt Leipzig, Fakultt fr Chemie und Mineralogie Technische Universitt Dresden, Fakultt Maschinenwesen Advanced Machinery & Technology Chemnitz GmbH

    HerausgeberBundesministerium fr Bildung und Forschung (BMBF)Referat Grundlagenforschung Energie, 53170 Bonn

    Redaktion und GestaltungProjekttrger Jlich, Forschungszentrum Jlich GmbH

    BildnachweisDeutsches Biomasseforschungszentrum

    Dabei setzen die Forscherinnen und Forscher auf hydro-thermale Reaktionswege, um die biomassetypischen Makromolekle zu zerlegen. Die gebildeten Zwischen- produkte werden in einem folgenden, integrierten Schritt katalytisch in der wssrigen Phase veredelt. Es wird angestrebt, diese Veredelung nicht, wie es dem Stand der Technik entsprche, durch eine Hydrierung mit extern zugefhrtem Wasserstoff durchzufhren. Vielmehr sollen die Abbauprodukte der Biomasse zum Teil in einer Flssig- phasenreformierung in Wasserstoff umgesetzt werden, der unmittelbar gekoppelt zur Hydrierung des anderen Teils der Abbauprodukte genutzt wird. Dieses Verfahren wird so ausgerichtet, dass kommerzielle Anlagen dezentral und in den fr Biomasse angepassten Gren wirtschaftlich realisierbar sind.

    Kontinuierlicher hydrothermaler Rohrreaktor

    http://www.bmbf.demailto:marco.klemm%40dbfz.de%0D?subject=

  • Automatisierte Prozesssteuerung in Biogasanlagen hilft Strom bedarfsgerecht einzuspeisenBioProFi - Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation

    Der wachsende Anteil fluktuierender erneuerbarer Stromerzeuger fhrt zu witterungsbedingten Schwankungen im Stromnetz. Durch kurzfristig verfgbare Regelenergie mssen Erzeugung und Verbrauch von elektrischem Strom exakt aufeinander abgestimmt werden. Whrend konventionelle Biogasanlagen fr einen kontinuierlichen Volllast-betrieb optimiert sind, bieten zweiphasige Biogas-anlagen ein hohes Potential zur Bereitstellung von Regelenergie durch den Aufschluss von Biomasse in speicherbare und anschlieend schnell umsetzbare Zwischenprodukte.

    Die Ziele von ELAST2P sind die Erforschung der Grund-lagen und die verfahrenstechnische Entwicklung fr eine vollstndige Konversion bzw. Verwertung pflanzlicher Biomasse, insbesondere des Lignocellulose-Komplexes, in einem zweiphasigen Biogasprozess sowie dessen berwachung und Echtzeitsteuerung. Dabei sollen die Fundamente einer lastabhngigen und sensorgesttzten Prozesssteuerung sowie effektive Abtrenn- und Speicher-verfahren der Intermediate erforscht werden.

    Im Rahmen des vorangegangenen BMBF-gefrderten Verbundprojektes FABES-Modul wurden leistungsfhige Methoden, Algorithmen und technische Komponenten entwickelt, welche erstmalig eine geregelte, gerichtet- fermentative Biomasseverwertung ermglichen. Es knnen hnliche Biogasertrge erzielt werden wie in einphasigen Systemen bei deutlich verkrzten Verweil-zeiten im Gesamtsystem. Anknpfend an diese Ergebnisse realisiert der Verbund ELAST2P anwendungsorientierte Grundlagenforschung mit dem Ziel einer Verbesserung der Effizienz der Biogaserzeugung. Schwerpunkte sind:

    Erhhung des Gasertrags durch Biomasse-Vorberei- tung (neue Verfahren, Nutzung der gesamten Pflanze, Nutzung biogener Reststoffe)

    Identifikation der Engpsse von Stoffwechsel- undProduktionswegen

    Erforschung der wechselseitigen Beeinflussung vonProzessfhrung und biochemischen Prozessen

    Integration moderner Sensorik zur lastabhngigenSteuerung mit Hilfe mathematischer Modelle

    mit dem Ziel einer Verbesserung der Effizienz der Bio-gaserzeugung.

    Fr einen gerichtet-fermentativen Aufschluss von Bio-masse in speicherbar