Enzymes of anaerobic fungi increase the gas yield of residues and enable biogas production in small plants in the INTERREGRegion

Programme 2021 - 2027 Interreg VI-A Germany-Austria-Switzerland-Liechtenstein (Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein)

Date of latest update: 2025-06-05

Description

Description (DE):

Die energetische und stoffliche Nutzung landwirtschaftlicher Reststoffe in Biogasanlagen wäre in der INTERREG-Region Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein wünschenswert. Die dortige Agrarstruktur lässt jedoch nur Anlagen mit kleinen Kapazitäten („Kleinbiogasanlagen“) zu, die derzeit nicht kostendeckend zu betreiben sind. Gülle und Mist werden deshalb heute ohne weitere Behandlung als Wirtschaftsdünger eingesetzt, was zu negativen Umweltwirkungen (z.B. klimarelevante Emissionen, Geruchsbelästigung, etc.) während der Lagerung und bei der Ausbringung führt. Die verstärkte Nutzung von Wirtschaftsdünger und Reststoffen aus der Landwirtschaft zur Erzeugung von Biogas könnte einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz, zur dezentralen Energieversorgung, zur lokalen Düngerbereitstellung und zur Generierung von Arbeitsplätzen leisten, ist jedoch aufgrund der geringen Biogasausbeute bzw. des relativ langsamen Abbau dieser Materialien in Biogasanlagen unter den gegebenen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen nicht darstellbar. Bereits heute gibt es am Markt diverse Hilfsstoffe - darunter auch Enzyme, welche spezifisch eingesetzt werden (z.B. bei Prozessstörungen, Schwimmschichtbildung, Fliessverbesserung). Diese wurden meist speziell für den Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen (Maissilage, Grassilage, Sorghumsilage, etc.) entwickelt und getestet. Für schwer abbauare Biomassefraktionen gibt es noch keine wirksamen Enzyme am Markt. In Publikationen wurden von den Forschungspartnern bereits aufgezeigt, dass die Enzyme der anaeroben Pilze für lignozellulosehaltige Substrate grundsätzlich eine sehr gute Wirkung zeigen (Podmirseg et. al. 2020; Employing Anaerobic Funghi in Biogas Production). In allen bisher kommerziell verfügbaren Hilfsstoffen finden bislang Enzyme aus anaeroben Pilzen keine Anwendung. In diesem Projekt soll untersucht werden, ob mit Hilfe von anaeroben Pilzen (Neocallimastigomycota) z.B. aus Wiederkäuern bzw. den von ihnen produzierten Enzymen landwirtschaftliche Reststoffe biologisch-enzymatisch so effektiv aufgeschlossen werden können, dass sich die Produktivität von Kleinbiogasanlagen signifikant steigern lässt, und solche Anlagen hierdurch über die Schwelle zur Wirtschaftlichkeit gehoben werden können. Ziel ist es verschiedene Produkte herzustellen die von den Biogasanlagenbetreibern während der Hydrolysestufe, einer Abbaustufe des Biogasprozesses, substratspezifisch eingesetzt werden können. Dieses kann in Form von lyophylisierten Enzymen, Enzymextrakten oder flüssigen Enzymlösungen hinzugegeben werden. Zukünftig sollen diese Hilfsstoffe am Markt erzeugt und vertrieben werden. Durch den Einsatz solcher Hilfsstoffe könnte es möglich werden, kleinere Biogasanlagen profitabel zu betreiben. Im Rahmen des Projektes soll ermittelt werden welche erhöhte Abbaugrad der Biomasse durch die Hilfsstoffe erreicht werden muss um Kleinstbiogasanlagen wirtschaftlich betreiben zu können. Die Weitergabe der Erkenntnisse aus dem Projekt an alle Interessierten wird durch open-access Publikationen der Ergebnisse in wissenschaftlichen Zeitschriften ermöglicht. Durch die ausgeprägte Vernetzung der Projektpartner mit relevanten Akteuren in der Praxis (Betreiber von Biogasanlagen, Berater, Kommunen, Hersteller) und die Durchführung von Infotagen wird ein Transfer der Ergebnisse in die Region gewährleistet.

Description (EN):

The energetic and material use of agricultural residues in biogas plants would be desirable in the INTERREG region Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein. However, the local agricultural structure allows only small-capacity plants (‘small biogas plants’) that are currently not cost-covering. Slurry and manure are therefore now used as manure without further treatment, which leads to negative environmental effects (e.g. climate-relevant emissions, odour nuisance, etc.) during storage and application. The increased use of farm manure and residues from agriculture for the production of biogas could make a significant contribution to climate protection, decentralised energy supply, local fertiliser supply and the generation of jobs, but due to the low biogas yield or the relatively slow degradation of these materials in biogas plants, it is not possible under the given economic conditions. Already today there are various excipients on the market - including enzymes, which are used specifically (e.g. for process disturbances, floating layer formation, flow improvement). These have mostly been specially developed and tested for the use of renewable raw materials (maize silage, grass silage, sorghum silage, etc.). There are still no effective enzymes on the market for hard-to-degrade biomass fractions. In publications, the research partners have already shown that the enzymes of anaerobic fungi have a very good effect on lignocellulose-containing substrates (Podmirseg et. al. 2020; Employing Anaerobic Funghi in Biogas Production). To date, enzymes from anaerobic fungi have not been used in all excipients that have been commercially available. In this project, it will be investigated whether anaerobic fungi (Neocallimastigomycota) e.g. from ruminants or the enzymes they produce can be used to bioenzymatically break down agricultural residues so effectively that the productivity of small biogas plants can be significantly increased, and such plants can thus be raised above the threshold to profitability. The aim is to produce various products that can be used by the biogas plant operators during the hydrolysis stage, a degradation stage of the biogas process, on a substrate-specific basis. This can be in the form of lyophylized enzymes, enzyme extracts.

Expected Achievements (DE):

Das Ziel des Projekts besteht in der Entwicklung und dem Ausbau der Forschungs- und Innovationskapazitäten sowie der Einführung fortschrittlicher Technologien. Die Ergebnisse des Projekts werden durch wissenschaftliche Publikationen dokumentiert, die zur Verbreitung der gewonnenen Erkenntnisse und zur Erhöhung der wissenschaftlichen Sichtbarkeit beitragen. Ein wesentlicher Bestandteil des Projekts ist die enge Anbindung an Industriepartner, die eine praxisnahe Beurteilung der Anwendbarkeit der entwickelten Technologien und Verfahren ermöglicht. Diese Kooperation stellt sicher, dass die erzielten Ergebnisse nicht nur von wissenschaftlicher Relevanz sind, sondern auch einen direkten praktischen Nutzen für die Industrie bieten.

Project outputs: Forschungseinrichtungen(DE)
Forschungseinrichtungen(DE)
Forschungseinrichtungen(DE)

Thematic information

Innovation capacity and awareness-raising Agriculture and fisheries and forestry

Priority: (VI-A_ABH_1) A more competitive and smarter Europe by promoting innovative and smart economic transition and regional ICT connectivity

Priority specific objective: RSO1.1. Developing and enhancing research and innovation capacities and the uptake of advanced technologies

Priority policy objective (Interreg specific objective): PO1 A more competitive and smarter Europe by promoting innovative and smart economic transformation and regional ICT connectivity

Type of intervention: 029 Research and innovation processes, technology transfer and cooperation between enterprises, research centres and universities, focusing on the low carbon economy, resilience and adaptation to climate change

Partners (3)

Lead Partner: Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften

Partner’s ID if not PIC: CHE-116.041.896

Department: Institut für Chemie und Biotechnologie Fachgruppe Umweltbiotechnologie und Bioenergie Fachgruppe Biosystemtechnologie

Address: Einsiedlerstrasse , 8820 Wädenswil, Switzerland

Department address: Einsiedlerstrasse , 8820 Wädenswil, Switzerland

Legal status: public

Organisation type: Higher education and research organisations

Website: https://www.zhaw.ch/de/lsfm/institute-zentren/icbt/biokatalyse-und-prozesstechnologie/

Total budget: EUR 690 123.62

Partner’s programme co-financing: EUR 276 049.44

Partner’s programme co-financing rate: 40.00%

Partner contribution: EUR 414 074.18

Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft

Name: Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft

Department: (i) Abteilung Laboranalytik (LfL-AL) (ii) Institut für Landtechnik und Tierhaltung (LfL-ILT)

Partner’s ID if not PIC: DE811335517

Address: Vöttinger Strasse, 85354 Freising, Germany

Department address: Vöttinger Strasse , 85354 Freising, Germany

Legal status: public

Organisation type: Higher education and research organisations

Website: https://www.lfl.bayern.de/ilt/index.php

Total budget: EUR 536 754.54

Partner’s programme co-financing: EUR 322 052.72

Partner’s programme co-financing rate: 60.00%

Partner contribution: EUR 214 701.82

Universität Innsbruck

Name: Universität Innsbruck

Department: Institut für Mikrobiologie und Institut für Infrastruktur (Arbeitsbereich Umwelttechnik)

Partner’s ID if not PIC: ATU57495437

Address: Technikerstraße, 6020 Innsbruck, Austria

Department address: Technikerstraße, 6020 Innsbruck, Austria

Legal status: public

Organisation type: Higher education and research organisations

Website: https://www.uibk.ac.at/microbiology/team/podmirseg_sabine/index.html.de

Total budget: EUR 461 081.60

Partner’s programme co-financing: EUR 276 648.96

Partner’s programme co-financing rate: 60.00%

Partner contribution: EUR 184 432.64

Partners map

Lead partner

Project partner

Summary

Project name (DE): FUNGAS - Enzyme von anaeroben Pilzen erhöhen die Gasausbeute von Reststoffen und ermöglichen die Biogasproduktion in Kleinanlagen in der INTERREG-Region.

Project name (EN): Enzymes of anaerobic fungi increase the gas yield of residues and enable biogas production in small plants in the INTERREGRegion

Project acronym: FUNGAS

Project ID: ABH016

Project start date: 2023-07-01

Project end date: 2026-06-30

Project status: ongoing

Relevant linked projects:

HiPoAF (DE) | Das Forschungsgebiet der anaeroben Pilze ist noch relativ jung, und nur wenige Wissenschaftler:innen beschäftigen sich im Rahmen von Projekten mit diesem Thema. Aus diesem Grund wird hauptsächlich auf die eigenen, sehr weit entwickelten Forschungsarbeiten zurückgegriffen. Selbstredend wird neueste wissenschaftliche Literatur für die geplanten Innovationen mit einbezogen. Die Antragsteller haben bereits im Projekt HiPoAF sehr erfolgreich zusammengearbeitet und werden diese Synergien nahtlos in das neue Projekt übertragen. Dabei werden bestehendes Know-how und apparative Einrichtungen sowie Messtechnik weiter genutzt. (DE), Biogas Task Force Tirol (DE) | Die Biogas Task Force Tirol wurde von Dr. Christian Ebner (Projektpartner LFU; Institut für Infrastruktur) 2022 ins Leben gerufen und soll die Vernetzung von Forschungseinrichtungen, Land Tirol und Firmen im Bereich der Biogastechnologie bestmöglich voranbringen und gemeinsame Projekte initiieren. Eine zusätzliche Erweiterung des Netzwerks auf die ABH-Projekt-Region ist hierbei erstrebenswert. (DE), Biomasse Schweiz (DE) | Biomasse Suisse ist der Verband, welcher die Biogas- und Kompostieranlagen, vor- und nachgelagerte Betriebe, Beratungsunternehmen, Forscher und Behörden vereinigt, welche sich der sinnvollen Verwertung von Biomasse verschrieben haben. Der Verband will erreichen, dass das energetische und stoffliche Potenzial von Biomasse optimal genutzt wird und Kreisläufe geschlossen werden. Angestrebt werden nachhaltige Technologien, die fossile Energien substituieren, die Umwelt entlasten und den Treibhauseffekt reduzieren. Um diese Ziele zu erreichen, setzt der Verband auf Kommunikation, Information & Beratung, politische Arbeit, Aus- und Weiterbildungen, Förderung der Qualität der Anlagen und Produkte, Forschung, Entwicklung des Marktes und eines Netzwerkes. Der Verband verstärkt seine Wirkung durch Synergieeffekte in der Zusammenarbeit mit Verbänden, die gleichgerichtete Interessen haben. Durch seine hervorragende Vernetzung ist der Verband sehr bekannt und geniesst darüber hinaus ein sehr gutes Ansehen. In der mehrsprachigen Schweiz werden die vom Verband bereitgestellten Unterlagen in verschiedenen Sprachen publiziert und stehen somit einem Publikum in mehreren Sprachräumen innerhalb aber auch ausserhalb der Schweiz zur Verfügung. (DE), Biogas Forum Bayern (DE) | Das Biogas Forum Bayern (https://www.biogas-forum-bayern.de) ist ein Netzwerk zum Wissensaustausch zwischen verschiedensten Akteur:innen aus der Biogasbranche und deren Umfeld. Mehrere Mitarbeiter:innen des Projektpartners LfL sind dort in unterschiedlichen Arbeitsgruppen aktiv. Ursprünglich mit dem Ziel ins Leben gerufen, eine nachhaltige Entwicklung der Biogasproduktion in Bayern zu unterstützen, ist das Biogas Forum Bayern mittlerweile im gesamten deutschsprachigen Raum als verlässliche Quelle für wissenschaftlich fundierte und zugleich praxisnahe Fachinformationen zu technischen, ökonomischen und ökologischen Aspekten der Biogastechnologie bekannt.
Das Biogas Forum Bayern bietet mit seinen Arbeitsgruppen, regelmäßigen Plenumssitzungen, Online-Seminaren, Online-Anwendungen, einem Newsletter und dem reichhaltigen Webangebot eine hervorragende Plattform, um Erkenntnisse aus dem Projekt zu verbreiten. Landwirt:innen, die in eine Biogasanlage investieren wollen, können sich dort zum Einstieg informieren und mit Berufskolleg:innen in Kontakt kommen, die bereits Expertise zur Biogaserzeugung gesammelt haben. (DE)

Total budget/expenditure: EUR 1 687 959.76

Total EU funding (amount): EUR 598 701.68

Total EU funding (co-financing rate): 60.00%

Co-financing sources:

ERDF: Amount, EUR 598 701.68. Co-financing rate, 60.00%.
Others: Amount, EUR 276 049.44.

Investments, deliverables, policy contributions

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Contribution to wider strategies and policies:

EUStrategyAlpineRegion Die EU-Strategie für den Alpenraum (EUSALP) hat als erstes Ziel die Förderung von Innovationen in den Alpen. Dies ist auch unser Ziel, denn wir möchten die Erkenntnisse und Ergebnisse, die im Alpenraum bereits entstanden sind, vertiefen und in die Anwendung bringen und damit zu Innovationen in der Alpenregion beitragen. Die im Projektkonsortium vertretene Mischung aus praxisorientierten Fachhochschulen und Behörden sowie der universitären Grundlagenforschung ist eine gute Voraussetzung, um zusammen mit den assoziierten Praxispartnern dieses Ziel zu erreichen.
Auch dem Ziel 3 der EU-Strategie zu mehr Nachhaltigkeit wird durch die Optimierung von Biogasanlagen Rechnung getragen, da ein Beitrag zur Differenzierung der Energiequellen und der effizienteren Nutzung bestehender Ressourcen geleistet wird.
EUStrategyDanubeRegion Die EU-Strategie Donauraum beinhaltet die vier Themenfelder “Stärkung der Region”, “Anbindung der Region”, “Aufbau von Wohlstand” und “Umweltschutz”. Unser Projekt stärkt insbesondere den Schwerpunktbereich SPB2 “Nachhaltige Energie” durch die effektivere Nutzung von Reststoffen in Biogasanlagen. Der Schwerpunktbereich SPB 6 “Biodiversität, Landschaften sowie Luft- und Bodenqualität” wird insofern adressiert, als durch die Behandlung von Hofdüngern in Biogasanlagen umweltschädliche oder auch geruchsintensive Emissionen deutlich verringert werden. Durch die Veröffentlichung der Ergebnisse in wissenschaftlichen Publikationen wird die Wissensgesellschaft gestärkt (SPB7) und es wird ein Beitrag zur Ausbildung junger Menschen geleistet (SPB9 - Mensch & Qualifikation).
Other Unser Projekt soll wichtige Beiträge zur nachhaltigen Entwicklung der ABH- Region leisten, insbesondere in Bezug auf folgende Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen (Sustainable Development Goals, SDG):
Im Bereich der ökologisch nachhaltigen Entwicklung liegt der Fokus auf der Reduktion klimarelevanter Emissionen (SDG 13), der Entwicklung effizienter Technologien zur Erzeugung von Biogas als erschwinglichen und regenerativen Energieträger (SDG 7) und hierdurch insgesamt auch auf der Unterstützung der nachhaltigen Entwicklung der INTERREG-Region (SDG 11). Durch die Verbreitung der gewonnenen Erkenntnisse im Unterricht an den beteiligten Hochschulen wird die Bildung auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien und nachhaltiger Entwicklung in der Interreg-Region gestärkt (SDG 4). Im Bereich der Ökonomie liegt der Fokus auf einem innovativen Ansatz, um die lokale Nutzung von landwirtschaftlichen Reststoffen und Bioabfällen in Kleinbiogasanlagen zu ermöglichen (SDG 9). Dies führt zur Sicherstellung und angemessenen Förderung von lokalen Arbeitsstellen (SDG 8).
Der Fokus der sozialen Nachhaltigkeit dieses Projektes liegt auf dem Vorbildcharakter der beteiligten Organisationen sowie der Projektpartner: innen. Die Chancengleichheit sowie die Gleichstellung der Geschlechter werden in der Forschung gelebt (SDG 5).

Programme Common Output Indicator:

RCO 007 - Research organisations participating in joint research projects, Measurement unit:

Programme Common Result Indicator:

RCR 008 - Publications from supported projects, Measurement unit:

Project part of European Union Macro-Regional or Sea Basin Strategy: EUSALP

EUSALP Priority (Policy) area / Horizontal action:

EUSALP Degree of compliance:

Project part of European Union Macro-Regional or Sea Basin Strategy: EUSDR

Information regarding the data in keep.eu on the programme financing this project

Financing programme

2021 - 2027 Interreg VI-A Germany-Austria-Switzerland-Liechtenstein (Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein)

Last month that data in keep.eu was retrieved from the Programme's website or received from the Programme

2025-06-05

No. of projects in keep.eu / Total no. of projects (% of projects in keep.eu)

34 / 37 (91.89%)

No. of project partnerships in keep.eu / Total no. of project partnerships (% of project partnerships in keep.eu)

179 / 179 (100%)

Notes on the data

The budget figures for this programme are all correct. Some apparent discrepancies regarding the project bugets below, are due to the difference between the project budget and the total budget as it corresponds to the SPF-contributions that these three projects receive (they are SPF Projects). Projects that display apparent budget discrepancies: Project FIT The total budget reported by all partners (2,399,980.0) is higher than the project's official total budget (399,980.0). Project IBK-KPF (SZ11) The total budget reported by all partners (1,079,999.4) is higher than the project's official total budget (179,999.4). Project IBK-KPF (SZ09) The total budget reported by all partners (1,319,999.5) is higher than the project's official total budget (219,999.5).

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Enzymes of anaerobic fungi increase the gas yield of residues and enable biogas production in small plants in the INTERREGRegion

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