Bioenergie - Prozessorientierte Forschung und Innovation (BioProFi)

Ziel der Förderinitiative BioProFi ist es, durch innovative Projekte aus dem Bereich der Grundlagenforschung neue und weitergehende Impulse zur Nutzung und Verwertung von Biomasse zu geben. Es soll die Wissensbasis geschaffen werden, um bestehende Technologien verbessern zu können und neue Prozessketten zu ermöglichen. Vorrangige Themen sind Biomasseentstehung, Biomassevorbereitung, biochemische Konversion, biochemische Produktionsprozesse, thermo-chemische Konversion, Produktaufbereitung und -nutzung, Querschnittsthema Sensorik und Begleitforschung. Es besteht die Möglichkeit der Förderung von Nachwuchsgruppen zu den ausgeschriebenen Themenschwerpunkten. Im Interesse  der Förderinitiative BioProFi ist es, auch Forschungsprojekte zu unterstützen, die auf eine internationale Kooperation setzen.

Die Förderinitiative BioProFi wählt bewusst einen breiten Ansatz und schließt im Grundsatz kein Projekt der Grundlagenforschung im Bereich der Bioenergie aus. Die Förderung umfasst alle Bereiche in denen die Klärung grundlegender Fragestellungen zur Weiterentwicklung bestehender Technologien beitragen oder zu neuen innovativen Technologien führen kann, die in Zukunft als Alternativen zur Verfügung stehen.

Biomasseentstehung:

• Screening von Mikroorganismen (z.B. lithotrophe Organismen), die neue Substrate (z.B. reduzierte Schwefelverbindungen) für die Biomasseerzeugung erschließen. Ziel ist es Substrate zu nutzen, die beispielsweise als industrielle Abfallprodukte anfallen und in relevanter Menge zur Verfügung stehen. Entsprechende Industriebeteiligung ist erwünscht.

Biomassevorbereitung

• Innovative, optimierte Verfahren zum Aufschluss von Lignocellulose-Strukturen. Fokus liegt hier auf der Verwendung von zellulären Systemen, die eine großtechnische Anwendung nicht ausschließen. Möglicher Ansatz ist die (Über-)Expression abbauender Enzymmischungen zur Verbesserung der Substratzugänglichkeit.

Biochemische Konversion

• Detailliertes Verständnis der biochemischen Prozesse in Bioenergieanlagen, sowie der Veränderung der mikrobiellen Lebensgemeinschaft. Es steht hierbei im Fokus, wie sich diese Bereiche wechselseitig beeinflussen und welche Auswirkungen unterschiedliche Substrate haben. Ziel ist es einen Beitrag zur Übertragbarkeit von Forschungsergebnissen auf unterschiedliche Bioenergieanlagen zu leisten.
• Verbesserung der Vorhersagbarkeit von Prozessstörungen, sowie die Entwicklung von Gegensteuermaßnahmen (z.B. Metagenomanalyse als Frühwarnsystem). Hierbei muss eine spätere, wirtschaftliche und ökologisch sinnvolle Umsetzbarkeit auf großen bzw. kleinen Bioenergieanlagen potentiell möglich sein.
• Innovative Verfahren zur direkten Konversion von Sonnenenergie und/oder Kohlenstoffquellen in Sekundärenergieträger oder elektrischen Strom. Hierbei sind auch Verfahren im Blick, in denen Mikroorganismen Energieträger freisetzen, ohne dass die Biomasse selbst verarbeitet wird.
• Innovative Konzepte der Konversion in kleineren, dezentralen Anlagen. Im Fokus stehen hierbei Alternativen zu Prozessschritten, die sich nicht wirtschaftlich von Großanlagen übertragen lassen.

Biochemische Produktionsprozesse

• Übergeordnetes Ziel ist die wirtschaftliche, ökologisch-sinnvolle Nutzung von Biomasse. Von großem Interesse im Bereich der Grundlagenforschung ist hier die Identifikation von Engpässen in Stoffwechsel- und Produktionswegen.

Thermo-chemische Konversion

• Verständnis der Abhängigkeit von eingesetzten Substraten und resultierender Emissionen.
• Innovative Konzepte der Konversion in kleineren, dezentralen Anlagen. Im Fokus stehen hierbei Alternativen zu Prozessschritten, die sich nicht wirtschaftlich von Großanlagen übertragen lassen.

Produktaufbereitung und -nutzung

• Verfahrensinnovationen zur effizienten Isolierung von Energieträgern und Wertstoffen (z.B. Phosphor/Stickstoff-Verbindungen), Flankierende Betrachtung der Energiebilanz sind hier zwingend erforderlich.

Querschnittsthema: Sensorik

• Übergeordnetes Ziel ist es, die Möglichkeit zu schaffen mehr Parameter im Prozess schnell zu erfassen und zur optimierten Steuerung zu nutzen. Ziel im Rahmen dieser Ausschreibung ist es grundlegende Barrieren für den Einsatz moderner Sensortechnik in Bioenergieanlagen zu überwinden. Im Grundsatz ist der Einsatz jeder Sensortechnik möglich, von klassischen, physikalischen Sensoren (z.B. Spektroskopie) über biologische Sensoren (z.B. Tracerorganismen mit Barcode-Gensequenz oder mikrobielle Indikatoren) bis zu nicht-klassischen Sensoren (z.B. Isotopensignaturen).

Begleitforschung

• Life-Cycle- und Energiebilanz-Analysen von Bioenergieanlagen und Prozessketten. Technologien, die im Rahmen dieser Bekanntmachung gefördert werden, sollen im Fokus stehen.
• Analyse gesellschaftlicher Aspekte bei der Nutzung von Bioenergie-Technologien (z.B. Nachfrageforschung, Möglichkeiten der Transparenz-schaffung).

Es besteht die Möglichkeit der Förderung von Nachwuchsgruppen zu den ausgeschriebenen Themenschwerpunkten. Das Angebot richtet sich an Post-Doktoranden mit zwei bis vier Jahren Post-Doc-Tätigkeit nach Abschluss der Promotion und substanzieller internationaler Forschungserfahrung. Entscheidendes Auswahlkriterium ist die herausragende wissenschaftliche Qualität der Bewerber(innen).