BioFleCCS

Im Projekt BioFleCCS möchten wir die folgenden Herausforderungen bewältigen und das enorme CDR-Potenzial von Biogasanlagen in Deutschland freisetzen:

Herausforderung # 1: CDR muss ausgeweitet werden – schnell, massiv und global. Unser Ansatz: Wir nutzen die bestehende Infrastruktur für eine schnelle und kostengünstige CDR-Implementierung. Bestehende Biogasanlagen sind eine riesige Quelle biogenen CO₂, die bei Weitem noch nicht effizient für die Erzeugung von negativen Emissionen genutzt wird. Allein in Deutschland sind fast 10.000 Biogasanlagen in Betrieb.

Herausforderung # 2: Wie kann die riesige Menge an biogenem CO₂ aus bestehenden Biogasanlagen für die Erzeugung negativer Emissionen nutzbar gemacht werden?

Unser Ansatz: Die Dampfreformierung von Methan (engl.: Steam Methane Reforming (SMR)) ist eine bewährte Technologie, die Biogas oder Biomethan (CH4) aus Biogasanlagen nutzt, um Biowasserstoff (H2) und biogenes CO₂ zu erzeugen. SMR setzt somit den Kohlenstoff, der sonst im Biomethan „verloren“ geht („C“ in CH4), für die Kohlenstoffabscheidung frei. Wir werden ein effizientes Kohlenstoffabscheidungssystem für SMR-Biogasanlagen entwickeln. Außerdem haben die Projektpartner eine weitere innovative Idee entwickelt, das eine nahezu 100%ige Kohlenstoffabscheidung ermöglicht. Das jährliche Gesamtpotenzial des BioFleCCS-Konzepts liegt bei 5-6 MtCO₂ an negativen Emissionen in Deutschland, was 15 % der verbleibenden Treibhausgasemissionen im Jahr 2045 entspricht.

Herausforderung # 3: Biogasanlagen spielen im heutigen und zukünftigen Energiemarkt in Deutschland eine wichtige Rolle, um nachhaltig Wärme und Strom zu liefern und die fluktuierenden erneuerbaren Energien auszugleichen. Ein statischer Umbau von bestehenden Biogasanlagen mit SMR zu Biowasserstoff- und CCS-Anlagen ist daher nicht wünschenswert.

Unser Ansatz: Wir haben die Idee eines flexiblen Betriebsmodells für Biogasanlagen entwickelt, um je nach Marktbedarf (a) biogenes CO₂ für negative Emissionen und Biowasserstoff oder (b) biogenes CO₂ für negative Emissionen sowie Biomethan oder erneuerbaren Strom und erneuerbare Wärme flexibel bereitzustellen. Wir nennen diesen flexiblen, biobasierten CDR-Ansatz BioFleCCS.

Herausforderung # 4: Wird es funktionieren?

Unser Ansatz: Wir simulieren zunächst die gesamte Bioraffinerie und optimieren sie. Dann nutzen wir die bestehende Infrastruktur an der Universität Hohenheim und erweitern sie um eine SMR-Anlage von WS Reformer. Dort können wir die Innovationen testen, optimieren und deren Machbarkeit nachweisen. Die Universitäten Hohenheim und Stuttgart bringen die Expertise in der Simulation und in der experimentellen Arbeit ein. WS Reformer liefert die SMR-Innovationen. Die Universität Hohenheim zudem entwickelt eine effiziente CO2-Abtrennung aus biogenen Gasgemischen.

Herausforderung # 5: Ist das BioFleCCS-Konzept ökologisch und wirtschaftlich sinnvoll?

Unser Ansatz: Um diese Frage zu beantworten, werden wir das BioFleCCS-Konzept aus ökologischer, ökonomischer und sozialer Sicht bewerten. Darüber hinaus vergleichen wir BioFleCCS mit bestehenden Alternativen für Biogasanlagen, um eine Vergleichbarkeit zwischen den konkurrierenden Technologien herzustellen. Das Fraunhofer IPA bringt seine Expertise in der ganzheitlichen Nachhaltigkeitsbewertung, Marktintegration und Geschäftsmodellentwicklung ein.