Im Verbundprojekt BioFleCCS arbeiten mehrere Forschungseinrichtungen und ein Industriepartner an einem Konzept, das bestehende Biogasanlagen über die reine Energieerzeugung hinaus nutzbar machen soll. Ziel ist es, aus Biogas sowohl Biowasserstoff als auch biogenes Kohlenstoffdioxid zu gewinnen und letzteres dauerhaft zu binden. Die Projektpartner sprechen von einem Upgrade für Carbon Dioxide Removal (CDR).
Methan-Dampfreformierung soll Kohlenstoff vollständig abtrennen
Technischer Kern des Konzepts ist die Kombination der Biomethanaufbereitung mit einer Methan-Dampfreformierung (Steam Methane Reforming, SMR). Dabei wird Methan mithilfe von Wasserdampf in einen wasserstoffreichen Gasstrom und Kohlenstoffdioxid umgewandelt. Dadurch lässt sich auch der bislang im Methan gebundene Kohlenstoff abtrennen. Werden beide CO₂-Ströme – aus der Biogasaufbereitung und aus der Dampfreformierung – erfasst, kann nach Angaben der Projektpartner nahezu der gesamte biogene Kohlenstoff des Biogases abgeschieden werden.
Bei der herkömmlichen Aufbereitung von Biogas auf Erdgasqualität wird das CO₂ zwar vom Biomethan getrennt. Damit lässt sich jedoch nur etwa die Hälfte des biogenen Kohlenstoffs entfernen. Der übrige, im Methan gebundene Kohlenstoff gelangt bei dessen späterer Nutzung wieder in die Atmosphäre.
Die im Methan enthaltene chemische Energie bleibt bei der Dampfreformierung weitgehend erhalten und wird in Form von Wasserstoff nutzbar. Die für den Prozess benötigte Energie soll laut den Projektpartnern aus erneuerbarem Überschussstrom stammen. Der erzeugte Biowasserstoff könnte in der Industrie, der Mobilität und in weiteren schwer elektrifizierbaren Bereichen eingesetzt werden. Das abgeschiedene biogene CO₂ soll entweder für industrielle Anwendungen und die Lebensmittelproduktion dienen oder über Carbon Capture and Storage (CCS) dauerhaft gespeichert werden.
Flexibler Betrieb je nach Marktbedarf
Die Projektpartner wollen die umgebauten Anlagen flexibel betreiben. Je nach Marktlage sollen sie entweder biogenes CO₂ und Biowasserstoff liefern oder biogenes CO₂ zusammen mit Biomethan beziehungsweise Strom und Wärme. Ein statischer Umbau bestehender Biogasanlagen zu reinen Biowasserstoff- und CCS-Anlagen sei nicht wünschenswert, da Biogasanlagen auch künftig zum Ausgleich fluktuierender erneuerbarer Energien benötigt würden.
Potenzial von 5 bis 6 Millionen Tonnen CO₂ pro Jahr
In Deutschland sind nach Angaben der Universität Hohenheim fast 10.000 Biogasanlagen in Betrieb. Das jährliche Gesamtpotenzial des BioFleCCS-Konzepts beziffern die Projektpartner auf 5 bis 6 Millionen Tonnen CO₂ an negativen Emissionen in Deutschland. Das entspreche rund 15 Prozent der verbleibenden Treibhausgasemissionen im Jahr 2045.
Praxistest an Forschungsanlage in Hohenheim
Im Projekt soll zunächst die gesamte Bioraffinerie simuliert und optimiert werden. Anschließend wollen die Beteiligten die bestehende Infrastruktur an der Universität Hohenheim um eine SMR-Anlage von WS Reformer erweitern, um die Innovationen zu testen und ihre Machbarkeit nachzuweisen. Die Universitäten Hohenheim und Stuttgart bringen Expertise in Simulation und experimenteller Arbeit ein, WS Reformer die SMR-Technologie. Die Universität Hohenheim entwickelt zudem ein Verfahren zur CO₂-Abtrennung aus biogenen Gasgemischen. Das Fraunhofer IPA übernimmt die Nachhaltigkeitsbewertung, Marktintegration und Geschäftsmodellentwicklung und soll BioFleCCS mit bestehenden Alternativen vergleichen.
Die Projektleitung liegt bei Sonja Ziehn vom Fraunhofer IPA. Beteiligt sind außerdem die WS Reformer GmbH, die Landesanstalt für Agrartechnik und Bioenergie (LAAB) der Universität Hohenheim sowie die Universität Stuttgart. Das Projekt läuft nach Angaben der Beteiligten vom 1. März 2026 bis zum 28. Februar 2029.
