Impressum: Herausgeber Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) Wilhelmstraße 54 10117 Berlin www.bmelv.de Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Hannoversche Straße 28–30 10115 Berlin www.bmbf.de Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) Stresemannstraße 128–130 www.bmu.de Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) Scharnhorststr. 34–37 www.bmwi.de Text/Redaktion Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) OT Gülzow, Hofplatz 1 18276 Gülzow-Prüzen Tel.: +49 3843/6930-0 Fax: +49 3843/6930-102 info@fnr.de • www.fnr.de Stand Mai 2012 Gestaltung/Realisierung www.tangram.de, Rostock Bildnachweis Titel: Fotolia Sofern nicht am Bild vermerkt: Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR) Druck www.druckerei-weidner.de, Rostock

Roadmap Bioraffinerien Leitfragen Wie sind Bioraffinerien im Kontext politischer und wirtschaftlicher Herausforderungen einzuordnen? Wodurch zeichnen sich Bioraffinerien aus? Wie sind die zu betrachtenden Bioraffinerien einzugrenzen? Wie sind Bioraffinerien im Vergleich zu anderen Biomassenutzungen zu bewerten? Wie ist der Entwicklungsstand für Bioraffinerien und wie ist die Ausgangslage im internationalen Kontext in Deutschland? Wie sind Bioraffinerietechnologien ökonomisch und ökologisch zu bewerten (einschließlich Passfähigkeit zu vorhandenen petrochemischen Technologien)? Welcher Zeithorizont ist für den kommerziellen Einsatz der einzelnen Bioraffinerie-Konzepte realistisch? Welche Einflussfaktoren können die Einführung von Bioraffinerien beschleunigen oder verzögern? Welche Zukunftsstrategien und welcher Handlungsbedarf können abgeleitet werden? 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Motivation Herausforderungen bei Ernährung, Umwelt, Industrie, Energie eine weiter wachsende Weltbevölkerung und deren Recht, ihre Grundbe-dürfnisse (Ernährung, Wohnen, Energie und Mobilität etc.) zu befriedigen globale Bedürfnisbefriedigung entsprechend dem Standard der heutigen Industrieländer generelles Erfordernis den Verbrauch von natürlichen Ressourcen insgesamt zu reduzieren (u. a. aus Gründen des Klimaschutzes) Endlichkeit der fossilen Ressourcen der Erde Bedeutung von Biomasse wachsende Rolle erneuerbarer C-Quellen für die Energie- und Stoffproduktion Biomasse ist (zusammen mit CO2) die einzige erneuerbare C-Quelle Erfordernis einer hohen Ressourceneffizienz infolge konkurrierender Ansprüche der Biomassenutzung 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien inhaltliche Konzeption 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Nutzungspfade von Biomasse Bioraffinerien sind ein weiterer Baustein in der Nutzung von Biomasse und bereichern die Vielfalt der Biomassenutzungsoptionen um einen weiteren Nutzungspfad. 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Begriffsbestimmung und Abgrenzung 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Begriffsbestimmung und Abgrenzung 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Verfahrenskette und Elemente der Bioraffinerie In der IEA Bioenergy Task 42 wurde ein Klassifikationsschema erarbeitet und im September 2009 veröffentlicht. Diese Klassifizierung unterliegt noch keinem kontrolliertem Vokabular (F. Cherubini, G. Jungmeier, M. Wellisch, T. Willke, I.Skiadas, R. Van Ree, E. de Jong „Toward a common classification approach for biorefinery systems“, Biofpr 3 (2009) 534 -546, http://www.biofpr.com/details/journalArticle/339769/Toward_a_common_classification_approach_for_biorefinery_systems.html) Die Tabelle (rechts) zeigt das Klassifikationsschema in einer von der FNR modifizierten, systematischeren Form und mit einem kontrolliertem Vokabular. Aufgrund der Komplexität ist eine monohierachsiche Standardisierung wenig zielführend, sondern es kann nur ein Systematik-Rahmen in Form einer polyhierarchischen Klassifikation aufgezeigt werden. Die Darstellung der Verfahrenskette (links) erfolgte durch die FNR 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Graphische Darstellung einer Bioraffinerie Integrierte Produktion mit der Plattform als zentrales Element der Bioraffinerie Modifiziert durch die FNR nach dem Klassifikationsschema der IEA Bioenergy Task 42 In der IEA Bioenergy Task 42 wurde ein Klassifikationsschema erarbeitet und im September 2009 veröffentlicht. Diese Klassifizierung unterliegt noch keinem kontrolliertem Vokabular (F. Cherubini, G. Jungmeier, M. Wellisch, T. Willke, I.Skiadas, R. Van Ree, E. de Jong „Toward a common classification approach for biorefinery systems“, Biofpr 3 (2009) 534 -546, http://www.biofpr.com/details/journalArticle/339769/Toward_a_common_classification_approach_for_biorefinery_systems.html) 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Aussichtsreiche Bioraffineriekonzepte 18.06.2012 | 10

Stärke-Bioraffinerie Roadmap Bioraffinerien Technologische Beschreibung (Beispiel) Beispiel Stärke-Bioraffinerie Prinzipschema einer Stärke-Bioraffinerie und Beispiel für die technologische Auslegung eines konkreten Bioraffineriepfad einer Stärke-Bioraffinerie (schematisch dargestellt). 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Produkte (Auswahl) Bioraffinerien werden nicht nur eine stärkere Substitution fossiler Kohlenstoffquellen für die Herstellung einer Reihe bekannter Chemikalien und Energieträger, sondern auch neue Produkte als Teil neuer Wertschöpfungsketten ermöglichen. Mögliche Produkte von Bioraffinerien verdeutlicht die Graphik. 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien ökonomische und ökologische Einordnung (beispielhafte Darstellung) Auszug Beispielhafte schematische Darstellung der Ergebnisse einer ökonomische und ökologische Einordnung eines konkreten Konzepts einer Synthesegas-Bioraffinerie. 18.06.2012 | 13

Roadmap Bioraffinerien Technologiereife von Bioraffineriekonzepten Technology Readness Level (TRL) = Technologiereifegrad TRL-Einteilung basierend auf “European Commission, High Level Expert Group (HLG) on Key Enabling Technologies (KET), Final Report, June 2011”, http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/ict/files/kets/hlg_report_final_en.pdf Entwicklungsstand für ein vollständig umgesetztes integriertes Bioraffineriekonzept in der jeweiligen Phase (Teilkomponenten können bereits im Entwicklungsstand weiter sein) 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien SWOT von Bioraffinerien (allgemein) 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien SWOT der Bioraffinerien (allgemein) 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Technologiereife einzelner Konzepte (Beispiel) Beispiel Technology Readness Level (TRL) = Technologiereifegrad TRL-Einteilung basierend auf “European Commission, High Level Expert Group (HLG) on Key Enabling Technologies (KET), Final Report, June 2011”, http://ec.europa.eu/enterprise/sectors/ict/files/kets/hlg_report_final_en.pdf Entwicklungsstand für ein vollständig umgesetztes integriertes Bioraffineriekonzept in der jeweiligen Phase (Teilkomponenten können bereits im Entwicklungsstand weiter sein) 18.06.2012 |

Lignocellulose-Bioraffinerie Roadmap Bioraffinerien SWOT einzelner Bioraffineriekonzepte (Beispiel) Lignocellulose-Bioraffinerie Beispiel 18.06.2012 |

Lignocellulose-Bioraffinerie Roadmap Bioraffinerien SWOT einzelner Bioraffineriekonzepte (Beispiel) Lignocellulose-Bioraffinerie Beispiel 18.06.2012 |

Roadmap Bioraffinerien Handlungsfelder FuE/Innovation: Felder, wo es Handlungsbedarf gibt Bioraffinerie insgesamt (einschl. Integration und Wertschöpfungskette) Biomassebereitstellung (Landwirtschaft, Forst, Züchtung) Prozesse der Primär- und Sekundärraffination einschl. Intermediate und Produkte der Bioraffinerie Nachhaltigkeitsaspekte von Bioraffinerien und biobasierten Produkten Rahmenbedingungen: Felder, wo es Handlungsbedarf gibt FuE/Innovation (bspw. Forschungsförderung , Verbundforschung zwischen Industrie und Akademia, Kompetenzbildung und -erhalt) Ökonomie (bspw. verlässliche und wettbewerbsfähige industrie-politische Rahmenbedingungen für Industrie und Landwirtschaft, Erschließung von Auslandsmärkten/Exportinitiativen) Umwelt (bspw. öffentliches Beschaffungswesen, Zertifizierung, Standardisierung) Beratungs- und Informationsangebote 18.06.2012 | 20

Roadmap Bioraffinerien Ausblick die Roadmap orientiert auf 2030, aber die Entwicklung und Implementierung von Bioraffinerien ist ein längerfristiger Prozess 18.06.2012 | 21

Roadmap Bioraffinerien Arbeitskreis Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz Bundesministerium für Bildung und Forschung Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie Externe Experten Existierende Studien Experten aus Industrie, Forschung und Organisationen Vorsitz + Start: September 2010 / Fertigstellung: Mai 2012 Unterarbeitsgruppen Fachwissen der UAGs und FNR Beitrag der Regierung VDI-Richtlinie 6310 Koordination durch die FNR Abstimmung 18.06.2012 |

Kontakt & Information Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) OT Gülzow Hofplatz 1 D-18276 Gülzow-Prüzen, Germany Tel.: +49 3843 6930-0 Fax: +49 3843 6930-102 E-Mail: info@fnr.de Internet: www.fnr.de www.nachwachsende-rohstoffe.de Bildquelle: FNR 18.06.2012 |