Hightech-Strategie

BioEnergie 2021

Die Bundesregierung verfolgt das Ziel, den Anteil von Biomasse an der Energieversorgung zukünftig deutlich zu erhöhen. Um dieses Ziel durch neue Impulse aus der Forschung zu erreichen, hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung im Einvernehmen mit dem Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz im Jahr 2008 die Förderaktivität "BioEnergie 2021 - Forschung für die Nutzung von Biomasse" gestartet. Die Ergebnisse aus der Förderinitiative sollen dazu beitragen, durch Innovationen auf dem Gebiet der Bioenergie den Anteil an erneuerbaren Energien zu steigern und damit die Treibhausgasemissionen zu senken.

Mit dem Ziel, die Potenziale der Bioenergie auszubauen, sind große Herausforderungen für Forschung und Technologie verbunden. Grundsätzlich ist eine Effizienzsteigerung bei der Erzeugung und Nutzung landwirtschaftlicher Rohstoffe notwendig, um den Anteil von Energie aus heimischer Biomasse substanziell sowie international wettbewerbsfähig zu erhöhen und damit auch die zunehmende Konkurrenz zwischen Energie- und Nahrungs- bzw. Futtermittelproduktion abzufedern. Des Weiteren sind vor allem aus Gründen einer Effizienz- und Wertsteigerung gekoppelte Nutzungspfade für die energetische und stoffliche Verwendung von Biomasse besonders Erfolg versprechend (Bioraffinerie). Diesen Forschungs- und Entwicklungsbedarf greift die Fördermaßnahme "BioEnergie 2021" auf. Das zentrale Ziel für das Jahr 2021 und darüber hinaus ist es, in Deutschland eine international wettbewerbsfähige Nutzung von Biomasse zu ermöglichen und zugleich einen substanziellen Beitrag zur Eigenversorgung mit Energie zu leisten sowie die Technologieführerschaft auszubauen.

In Projekten an Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen sollen in Zusammenarbeit mit Partnern aus der Wirtschaft neue Umwandlungsprozesse von Biomasse - sowohl aus Energiepflanzen als auch aus biologischen Reststoffen - vorangetrieben sowie die züchterische Optimierung von Energiepflanzen - insbesondere unter Einsatz der Genomforschung und Systembiologie - ausgebaut werden. Die Forschungsarbeiten können sämtliche Nutzungspfade von Biomasse wie Treibstoff, Elektrizität und Wärme umfassen. Ein besonderer Schwerpunkt ist dabei die Förderung von Arbeitsgruppen unter Leitung von jüngeren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, die ein langfristig angelegtes Forschungsvorhaben mit einem völlig neuen Ansatz zur Nutzung von Biomasse verfolgen wollen.

Die Auswahl der Projekte fand 2008/09 statt. Gefördert werden im Modul A "Bioraffinerien der Zukunft" 10 Projekte, im Modul B "Energiepflanzen" 13 Projekte und im Modul C "Ideenwettbewerb BioEnergie" vier Nachwuchsgruppen. Insgesamt stellt das BMBF für BioEnergie 2021 rund 50 Mio. € im Zeitraum 2008-2014 bereit.

Geförderte Projekte




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BioEnergie2021

Landkarte: Deutschland Verbundprojekt zweistufige Biogastechnologie: Untersuchung von Schaltungsvarianten und Optmimierung des Wärmemanagements sowie die Optimierung der Substratnachbehandlung bei 2-stufiger Betriebsweise von Biogasanlagen Verbundprojekt: BioEnergie2021: ISOWOOD-Breeding: Nutzbarmachung SNP-basierter Selektionsstrategien für die Züchtung ertragsoptimierter Pappelsorten in landwirtschaftlichen Kurzumtriebsplantagen BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 4 Verbundprojekt zweistufige Biogastechnologie: Entwicklung substratspezifischer Hydrolysetechnologien und Prozessparameter, der prozessintegrierten Methananreicherung und Herstellung langzeitstabiler Düngestoffe aus Gärresten Verbundvorhaben: ZERO-WASTE - Die Stadt der Zukunft - Eine bedarfsangepasste ZERO-WASTE-Bioraffinerie; Teilvorhaben 4: Deutsches BiomasseForschungsZentrum" BioEnergie2021: Verbundprojekt Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 2 Verbundprojekt: Die experimentell unterlegte Entwicklung multiskalierter Modelle der für die Energiespeicherung maßgeblichen Stoffwechselwege, um das Verständnis der Regulation der Biomasseakkumulation zu verbessern u. Steigerungsmöglichkeiten abzuleiten Verbundprojekt: MMM - Multiscale Metabolic Modelling Mehrskalen-Stoffwechselmodelle von Getreiden: Ein integrativer systembiologischer Ansatz für die Biomasseforschung Verbundprojekt: Mehrskalen-Stoffwechselmodelle von Getreiden: Ein integrativer systembiologischer Ansatz für die Biomasseforschung Ausschreibung: BioEnergie 2021-Forschung für die Nutzung von Biomasse / Modul B1: Systembiologie Verbundvorhaben Fabes-Modul: Biokatalytischer Aufschluss von NaWaRo Verbundvorhaben Fabes-Modul: Entwicklung von enzymbasierten Präparationen für die Hydrolyse im Biogasprozess Verbundvorhaben Anaerkon: Bodenverbesserung und C-Sequestrierung durch Biokohle Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Ligninabtrennung, Fermentation und partielle Oxidation; Teilvorhaben: Konstruktion und Herstellung von Membranreaktoren - Bau einer Anlage zur Herstellung von C1-Oxygenaten Verbundvorhaben Fabes-Modul: Mikrobiologische Prozessanalyse Verbundprojekt zweistufige Biogastechnologie: Verfahrenstechnische Optimierung des Bioleaching-Verfahrens unter thermophilen bis hyperthermophilen Bedingungen und Analyse der hydrolytischen Mikroflora Verbundprojekt: BioEnergie2021: ISOWOOD-Breeding: Nutzbarmachung SNP-basierter Selektionsstrategien für die Züchtung ertragsoptimierter Pappelsorten in landwirtschaftlichen Kurzumtriebsplantagen Verbundvorhaben Anaerkon: Anaerobe Konversion von Biomassen zu hochwertigen Energieträgern und Kohlenstoffsenken Verbundvorhaben Fabes-Modul: Auswahl und Formulierung von Pilzsubstraten für die Hydrolyse-Stufe und das Biogasmodul BioEnergie 2021-Verbundprojekt: Ein genomanalytischer Ansatz zur Verbesserung des Roggens im Hinblick auf sein bioenergetisches Potenzial; Teilprojekt D Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Ligninabtrennung, Fermentation und partielle Oxidation; Teilvorhaben: Oxidation von Methan und Methan/Kohlendioxid-Gemischen zu Oxygenaten Verbundvorhaben: ZERO-WASTE - Die Stadt der Zukunft - Eine bedarfsangepasste ZERO-WASTE-Bioraffinerie Teilvorhaben 3: Hamburger Stadtentwässerung (HSE) Verbundvorhaben ZERO-WASTE - Die Stadt der Zukunft - Eine bedarfsangepasste ZERO-WASTE-Bioraffinerie, Teilvorhaben 2: Stadtreinigung Hamburg Verbundvorhaben: ZERO-WASTE - Die Stadt der Zukunft - eine bedarfsangepasste ZERO-WASTE-Bioraffinerie TV1,6,7, Institut für Umwelttechnik & Energiewirtschaft, Inst. für Abwasserwirtschaft & Gewässerschutz, Inst. für Verkehrsplanung & Logistik Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Optimierung von Energiepflanzen zur vollständigen Nutzung der Biomasse als nachhaltige Energie- und Rohstoffquelle für ILs Extraktion BioEnergie 2021: CallBio - Resistente Pflanzen für eine vereinfachte Bioethanolgewinnung durch Optimierung des Zellwandpolymers Callose BioEnergie2021: Verbundprojekt Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 1 Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Winterrübe als Energiepflanze (Teilprojekt B) BioEnergie 2021-Verbundprojekt: Ein genomanalytischer Ansatz zur Verbesserung des Roggens im Hinblick auf sein bioenergetisches Potenzial; Teilprojekt C Verbundprojekt: BioEnergie 2021; Untersuchungen zur Kühletoleranz und Wassernutzungseffizienz bei Sorghum unter Einbeziehung der genetischen Diversität und züchterische Optimierung der Merkmale, TP: Bestandesarchitektur und TP: Assoziationsstudien zu Kühletoleranz Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Untersuchungen zur Kühletoleranz und Wassernutzungseffizienz bei Sorghum unter Einbeziehung der genetischen Diversität und züchterische Optimierung der Merkmale Verbundprojekt: BioEnergie 2021; Untersuchungen zur Kühletoleranz und Wassernutzungseffizienz bei Sorghum unter Einbeziehung der genetischen Diversität und züchterische Optimierung der Merkmale Verbundprojekt: BioEnergie 2021: OPTIMAIS - Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Energiemais Verbundprojekt: BioEnergie 2021: OPTIMAIS - Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzeffizienz von Energiemais Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Verwertung von Lignin aus Biogasanlagen, als Rohstoff für die Herstellung von Bindemitteln BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 7 Verbundprojekt: BioEnergie 2021: BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen TP Phänotypisierung Verbundprojekt: BioEnergie 2021: BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen TP Trägerfahrzeug Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Optimierung von Energiepflanzen zur vollständigen Nutzung der Biomasse als nachhaltige Energie- und Rohstoffquelle für ILs Extraktion Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Winterrube als Energiepflanze (Teilprojekt A) Verbundvorhaben: B2G - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse Verbundprojekt: BioEnergie2021: ISOWOOD-Breeding: Nutzbarmachung SNP-basierter Selektionsstrategien für die Züchtung ertragsoptimierter Pappelsorten in landwirtschaftlichen Kurzumtriebsplantagen Verbundvorhaben Fabes-Modul: Modellierung und Simulation der Biogasproduktion im Flüssig-flüssig-Reaktor im Rahmen des Verbundprojekts FABES. Verbundprojekt zweistufige Biogastechnologie: Modellierung und Simulation zweistufiger Biogasanlagen BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie,Teilprojekt 9 BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt3 BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 6 2-stufiges Konzept zur fermentativen Produktion von Wasserstoff und Bioerdgas durch innovative Gasaufbereitung Verbundprojekt: Wasserstoff und Synthesegas aus Biomasse mit AER-Technologie Verbundvorhaben FABES - Modul: Bioraffinerie-Modul zum gerichtet-fermentativen Aufschluss von Biomasse für eine kombinierte energetische und stoffliche Verwertung: Verfahrenstechnik l Verbundprojekt: BioEnergie 2021: BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen TP Genotypisierung BioEnergie 2021-Verbundprojekt: Ein genomanalytischer Ansatz zur Verbesserung des Roggens im Hinblick auf sein bioenergetisches Potenzial; Teilprojekt B Verbundvorhaben: B2G- Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse Verbundvorhaben: B2G- Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse; Teilantrag ZSW Verbundvorhaben: B2G - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse; Teilprojektantrag der Landesanstalt für das Teilprojekt "Zweistufige Druck-Fermentation" und das Teilprojekt "Innovative Gärrestaufbereitung". Verbundvorhaben Fabes-Modul: Bioraffinerie-Modul zum gerichtet-fermentativen Aufschluss von Biomasse für eine Kombinierte energetische und stoffliche Verwertung - FABES Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Ligninabtrennung, Fermentation und partielle Oxidation; Teilvorhaben: Softwareentwicklung zur Prozesssteuerung Verbundvorhaben: Eta-Max - Demonstrationsanlage Mikroalgen für Algenöl. Etablierung eines integrierten Prozesses für die Nutzung von CO2 aus dem Abgasstrom eines BHKW zur Produktion von öl- und wertstoffhaltiger Algenbiomasse. Verbundprojekt: BioEnergie 2021: BreedVision - Breeding by Design für eine Kaskadennutzung von Energiegetreide unter Low-Input-Bedingungen TP Feldversuche Verbundvorhaben: Eta-Max - Teilprojekt 3 (Standortbetreuung, Gasaufbereitung und Systemintegration) der EnBW im Rahmen des Projektes "Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio-/Hydrothermalvergasung (Eta-max)" Verbundvorhaben: B2G - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse Verbundvorhaben: B2G - Innovative Erzeugung von gasförmigen Brennstoffen aus Biomasse; Teilprojekt "Systemanalyse" BioEnergie2021: Nachhaltige PROduktion von BIOmasse mit Kurzumtriebsplantagen der PAppel auf Marginalstandorten (PROBIOPA) Verbundprojekt: Eta-Max " Mehr Biogas aus Lignozellulose - armen Abfall - und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio/Hydrothermalvergasung - Teilprojekt 4 : Hydrothermale Vergasung von Gärresten der Biogasherstellung Verbundprojekt: Wasserstoff und Synthesegas aus Biomasse mit AER-Technologie BIOTECH: Hocheffiziente mikrobielle Brennstoffzellen auf Basis regenerativer Kohlenstoffquellen Verbundvorhaben: Eta-Max - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch komb. Bio-/Hydrothermalvergasung TP6: Entwicklung einer modularen, emmissionsfreien Anlagentechnik für verschiedene kongruente Substrate sowie Scale-up-Konzeption Verbundprojekt: BioEnergie 2021: BioFuels 2021 - Innovative Biokraftstoffe aus der Bioraffinerie der Zukunft, Teilprojekt 1 Verbundprojekt: Die experimentell unterlegte Entwicklung multiskalierter Modelle für die Energiespeicherung maßgeblichen Stoffwechselwege, um das Verständnis der Regulation der Biomasseakkumulation zu verbessern und Steigerungsmöglichkeiten abzuleiten. Verbundvorhaben: EtaMax - Teilvorhaben: Grundlagenforschung und zur Gewinnung von Öl aus Algen; Optimierung der Biogasausbeute in der Methankaskade für verschiedene Substratkategorien; Gesamtprojektkoordination Verbundvorhaben: Eta-Max - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio/HydrothermalvergasungTeilprojekt 2: Rohstoffe und Rohstoffaufbereitung Verbundprojekt: BioEnergie 2021: OPTIMAIS - Verbesserung der Biomasse-Syntheseleistung durch züchterische Optimierung der Wassernutzungseffizienz von Energiemais Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Ligninabtrennung, Fermentation und partielle Oxidation; Teilvorhaben: Untersuchungen zur Biogasproduktion aus NAWAROs Verbundvorhaben NAWAROs: Energetisch-stoffliche Vollverwertung von Kulturpflanzen; Ligninabtrennung, Fermentation und partielle Oxidation; Teilvorhaben: Untersuchungen zur Abtrennung von Lignin aus NAWAROs und Gärresten Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Optimierung von Energiepflanzen zur vollständigen Nutzung der Biomasse als nachhaltige Energie- und Rohstoffquelle für ILs-Extraktion - Teil ICT BioEnergie 2021: Entwicklung eines anaeroben Biotransformationsverfahrens zur Umsetzung von Lignocellulose zu Hexanol BioEnergie2021: Verbundprojekt: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 5 Forschungsvorhaben Verfahrensentwicklung Cellulose-Ethanol Demonstrationsanlage Verbundvorhaben: EtaMax - Mehr Biogas aus lignozellulosearmen Abfall- und Mikroalgenreststoffen durch kombinierte Bio-/Hydrothermalvergasung. Teil1: Rohstoffe und Rohstoffaufschluss Verbundprojekt: BioEnergie2021: Bioraffinerie2021 - Energie aus Biomasse - Neue Wege zur integrierten Bioraffinerie, Teilprojekt 8 Verbundvorhaben Fabes-Modul: Mikrobiologische Optimierung der Hydrolyse & Ökologisch-ökonomische Bewertung Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Verbesserung des bioenergetischen und stofflichen Potenzials von Gräsern des Dauergrünlandes und Feldfutterbaus durch Selektion auf optimierte Gehalte und Verteilung von Primärmetaboliten des KH-Stoffwechsels über NMR"Multifunktionsgräser Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Untersuchungen zur Kühletoleranz und Wassernutzungseffizienz bei Sorghum unter Einbeziehung der genetischen Diversität und züchterische Optimierung der Merkmale - Teilprojekt TFZ, Straubing Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Verbesserung des bioenergetischen und stofflichen Potenzials von Gräsern des Dauergrünlandes und Feldfutterbaus durch Selektion auf optimierte Gehalte und Verteilung von Primärmetaboliten des KH-Stoffwechsels über NMR"Multifunktionsgräser Verbundprojekt: BioEnergie 2021: Verbesserung des bioenergetischen und stofflichen Potenzials von Gräsern des Dauergrünlandes und Feldfutterbaus durch Selektion auf optimierte Gehalte und Verteilung von Primärmetaboliten des KH-Stoffwechsels über NMR-Multifunktionsgräser

Legende

  •  Unternehmen
  •  Forschungsinstitute
  •  Hochschulen
  •  Sonstige

Erfolge der Förderung

Obwohl die Bioenergie2021-Projekte noch nicht lange laufen, zeigen sich erste Erfolge. Die wissenschaftlichen Arbeiten im Modul "Energiepflanzen" an Mais, Zuckerrübe oder Raps liefern z. B. wichtige Erkenntnisse im Bereich der Wassernutzungseffizienz, wodurch eine Steigerung des Energieertrags der Pflanzen erreicht werden kann. Im "Ideenwettbewerb Bioenergie" konnte eine geförderte Nachwuchsgruppe erste Erfolge bei der Optimierung der Biosynthese des Zellwandpolymers Callose beim Chinaschilf vermelden. Im Modul "Bioraffinerie der Zukunft" ist es gelungen, eine Technologie zur Gewinnung von Biokraftstoff aus landwirtschaftlichen Reststoffen bis in den Demonstrationsmaßstab zu bringen, wie im Folgenden vorgestellt.

  • Forschung

    Erfolge der Förderung: Biosprit aus Stroh

    Mit der Energiewende will die Bundesregierung den Anteil der erneuerbaren Energien deutlich steigern. Die Nutzung von Bioenergie soll zu einer wichtigen Säule der Energieversorgung in Deutschland ausgebaut werden. Eine vom BMBF geförderte Demonstrationsanlage der Süd-Chemie zeigt, wie man Stroh zu Biokraftstoff machen kann.
    mehr (URL: http://www.bmbf.de/de/17786.php)

Publikationen

  • Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030/ -National Research Strategy BioEconomy 2030 ID = 1231

    Titelbild der Publikation

    Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft (Kurzfassung) / -
    Our Route towards a biobased economy (Short version)

    2010, 16 Seiten

    Download [PDF - 1,63 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/biooekonomie_kurzfassung.pdf)

  • Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 ID = 1233

    Titelbild der Publikation

    Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft

    2010, 52 Seiten
    Bestell-Nr.: 30570

    Kostenlos bestellen

    Download [PDF - 3,42 MB] (URL: http://www.bmbf.de/pub/biooekonomie.pdf)

Hier finden Sie die lieferbaren Materialien.
(URL: http://www.bmbf.de/publikationen/)

Ansprechpartner

  • Forschungszentrum Jülich GmbH

    • Projektträger Jülich (PtJ), Bereich BIO
    • Dr. Rudolf Straub
    • 52425 Jülich
    • Telefonnummer: 02461 61-4460
    • E-Mail-Adresse: r.straub@fz-juelich.de
    • Homepage: http://www.ptj.de/bioenergie2021

  • Forschungszentrum Jülich GmbH

    • Projektträger Jülich (PtJ), Bereich ERG
    • Dr. Hans-Joachim Krebs
    • 52425 Jülich
    • Telefonnummer: 02461-61-4624
    • E-Mail-Adresse: h.-j.krebs@fz-juelich.de