Biogasanlagen: CO₂-Senken und Wasserstoffproduzenten [13.10.26]
Neben Strom, Wärme, Biomethan oder Biowasserstoff sollen Biogasanlagen künftig auch sogenannte negative CO2-Emissionen erzeugen können. Hintergrund ist, dass die Klimaziele nicht allein durch die Vermeidung von Treibhausgasen erreicht werden können. Zusätzlich muss Kohlenstoffdioxid aktiv aus der Atmosphäre entnommen und dauerhaft gebunden werden. Um bestehende Biogasanlagen zu flexiblen Energie- und Klimaschutzanlagen weiterzuentwickeln, arbeitet ein Forschungsteam der Universität Hohenheim gemeinsam mit seinen Projektpartnern im Verbundprojekt BioFleCCS an einem innovativen Gesamtkonzept.
Deutschlandweit sind fast 10.000 Biogasanlagen in Betrieb. Sie liefern erneuerbare Energie und tragen dank Speichermöglichkeit und flexibler Betriebsweise dazu bei, Schwankungen bei Wind- und Solarstrom auszugleichen. Künftig könnten sie noch umfassender für die Energiewende und den Klimaschutz genutzt werden.
Der Schlüssel dafür liegt im biogenen Kohlenstoff des Biogases. Rohbiogas besteht im Wesentlichen aus Methan und Kohlenstoffdioxid. Der darin enthaltene Kohlenstoff stammt ursprünglich aus Biomasse, d.h. aus Pflanzen. Diese haben beim Wachstum das CO₂ aus der Atmosphäre aufgenommen.
Bei der herkömmlichen Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität wird das Kohlenstoffdioxid vom Biomethan getrennt. Wird dieser CO₂-reiche Gasstrom dauerhaft gespeichert, lässt sich damit jedoch nur etwa die Hälfte des biogenen Kohlenstoffs aus dem Biogas entfernen – der übrige im Methan gebundene Kohlenstoff gelangt bei dessen späterer Nutzung wieder in die Atmosphäre.
Innovative Aufbereitung des Biomethans ermöglicht fast vollständige Abscheidung des CO₂
Hier setzt BioFleCCS an: Die Forschenden wollen die Biomethanaufbereitung mit einer sogenannten Methan-Dampfreformierung kombinieren. Dabei wird das Methan mithilfe von Wasserdampf in einen wasserstoffreichen Gasstrom und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. So lässt sich auch der bislang im Methan gebundene Kohlenstoff abtrennen. Werden beide CO₂-Ströme erfasst, kann nahezu der gesamte biogene Kohlenstoff des Biogases abgeschieden werden.
Die im Methan enthaltene chemische Energie bleibt dabei weitgehend erhalten – sie wird in Form von Wasserstoff nutzbar. Die für den Prozess benötigte Energie soll aus erneuerbarem Überschussstrom stammen. Der erzeugte Wasserstoff kann unter anderem in der Industrie, in der Mobilität und in weiteren schwer elektrifizierbaren Bereichen eingesetzt werden. Das abgeschiedene biogene CO₂ soll für industrielle Anwendungen und die Lebensmittelproduktion genutzt oder dauerhaft gespeichert werden.
Erst durch eine solche dauerhafte Speicherung entstehen negative Emissionen: Der Kohlenstoff wurde zunächst durch das Wachstum der Biomasse aus der Atmosphäre aufgenommen, im Biogasprozess freigesetzt und anschließend abgeschieden. Wird er anschließend beispielsweise über Carbon Capture and Storage (CCS) dauerhaft gebunden, gelangt er nicht wieder in die Atmosphäre. Damit könnten Biogasanlagen künftig nicht nur erneuerbare Energie bereitstellen, sondern zugleich eine zusätzliche Funktion im Klimaschutz übernehmen.
Projekt-Steckbrief
- Titel: CDR-Upgrade für Biogasanlagen: Innovative CCS-Technologien und Dampfreformierung für die flexible Produktion von negativen Emissionen, Biowasserstoff, Biomethan, Strom und Wärme (BioFleCCS)
- Verbundprojekt im Rahmen des BMFTR-Forschungsprogramms CDRterra (Landbasierte CO₂-Entnahmemethoden)
- Fördersumme: 1.225.653 Euro (für das Teilprojekt der Universität Hohenheim)
- Projektdauer: 1.3.2026 – 28.02.2029
- Projektwebsite
Schwergewichte der Forschung
Als „Schwergewichte der Forschung“ gelten herausragende Forschungsprojekte mit einem finanziellen Volumen von mindestens 350.000 Euro bei den Experimental- bzw. 150.000 Euro bei den Sozial- und Gesellschaftswissenschaften.
Kontakt
PD Dr. Andreas Lemmer, Universität Hohenheim, Leiter der Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
+49 (0)711 459 22684, andreas.lemmer@uni-hohenheim.de
M.Sc. Leonhard Lenz, Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
+49 (0)711 459 23348, leonhard.lenz@uni-hohenheim.de
M.Sc. Niklas Holfelder, Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
+49 (0)711 459 23348, niklas.holfelder@uni-hohenheim.de
Dr.-Ing. Anastasia Oskina, Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
+49 (0)711 459 22505, anastasia.oskina@uni-hohenheim.de
Dr. Muhammad Tahir Khan, Universität Hohenheim, Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie
+49 (0)711 459 24781, mt.khan@uni-hohenheim.de
