BioCUBES – Biogenic CO2 capture and utilization from Swiss biogas plants: Technical, economical and environmental analysis

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: SI/502896

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Kohlenstoffabscheidung und -nutzung (CCU) in Biogasanlagen zu bewerten, um sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch einen Mehrwert zu generieren. Zu den Hauptzielen gehören die Abschätzung der Möglichkeiten zur CO2-Abscheidung aus bestehenden Biogasanlagen, die Quantifizierung des technischen CCU-Potenzials, die Analyse der Kosteneffizienz und die Bewertung der CO2-Äquivalent-Emissionsbilanz. Die Studie wird verschiedene Nutzungsstrategien untersuchen, um den gesamten biogenen CO2-Nutzungspfad abzudecken. Darüber hinaus werden sowohl die aktuellen Systeme untersucht als auch potenzielle Szenarien bewertet, wie z. B. neue Biogasanlagen auf Güllebasis und neu entstehende Technologien zur CO2-Nutzung. Das Know-how von Planair in Bezug auf techno-ökonomische Studien und Machbarkeit wird in großem Umfang genutzt, während die Expertise der ETH-ESD im Bereich der Potenzialabschätzung genutzt wird, um die laufende Forschung zu Gülleversorgungsketten um die CO2-Abscheidung zu erweitern und so eine kritische Forschungslücke zu schließen.

Kurzbeschreibung (Englisch)

This project aims to evaluate carbon capture and utilization (CCU) in biogas plants to generate an added value economically as well as environmentally. Key objectives include estimating CO2 capture possibilities from existing biogas plants, quantifying the technical CCU potential, analyzing cost-effectiveness, and assessing the CO2-equivalent emission balance. The study will investigate various utilization strategies to cover the complete biogenic CO2 utilization pathway. Additionally, it will explore both the current systems and evaluate prospective scenarios, such as new manure-based biogas plants and emerging CO2 utilization technologies. Planair’s know-how on techno-economic studies and feasibility will be largely used, while ETH-ESD's expertise in potential estimation will be leveraged to expand further ongoing research on manure supply chains to include CO2 capture, addressing a critical research gap.

Kurzbeschreibung (Französisch)

Ce projet vise à évaluer le captage et l'utilisation du carbone (CCU) dans les usines de biogaz afin de générer une valeur ajoutée sur le plan économique et environnemental. Les principaux objectifs sont l'estimation des possibilités de captage du CO2 dans les usines de biogaz existantes, la quantification du potentiel technique du CCU, l'analyse de la rentabilité et l'évaluation du bilan des émissions d'équivalent CO2. L'étude examinera diverses stratégies d'utilisation afin de couvrir l'ensemble de la filière d'utilisation du CO2 biogénique. En outre, elle explorera les systèmes actuels et évaluera les scénarios prospectifs, tels que les nouvelles usines de biogaz à base de fumier et les technologies émergentes d'utilisation du CO2. Le savoir-faire de Planair en matière d'études technico-économiques et de faisabilité sera largement utilisé, tandis que l'expertise de l'ETH-ESD en matière d'estimation du potentiel sera mise à profit pour étendre les recherches en cours sur les chaînes d'approvisionnement en fumier afin d'y inclure le captage du CO2, comblant ainsi une lacune critique en matière de recherche.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Die Schweiz strebt bis 2050 Klimaneutralität an.Carbon Capture and Utilization (CCU) spielt dabei eine Schlüsselrolle, indem CO2 abgeschieden und recycelt wird. Biogasanlagen bieten eine Möglichkeit, hierzu beizutragen, da sie biogenes CO2 produzieren, das oft nicht verwertet wird. Die Nutzung dieses CO2 in verschiedenen Anwendungen kann fossile CO2-Emissionen reduzieren und zugleich die Wirtschaftlichkeit der Anlagen verbessern. Das Hauptziel dieser Studie ist es, das Potenzial für die CO2-Abscheidung in Schweizer Biogasanlagen zu bewerten und dessen Verwendung in aktuellen und neu entstehenden Anwendungen durch eine Marktstudie zur Nachfrageermittlung zu evaluieren. Die Umweltauswirkungen verschiedener CO2-Abscheidungs- und -Nutzungspfade werden durch die Quantifizierung von CO2-Äquivalent-Reduktionen geschätzt. Schliesslich werden die wichtigsten Hindernisse für die Implementierung von CCU identifiziert und Empfehlungen zur Bewältigung regulatorischer, technischer und wirtschaftlicher Herausforderungen gegeben. Dieser Zwischenbericht umfasst die Literaturübersicht zum technischen Rahmen, zu internationalen Realisierungen und zur Schweizer Situation bezüglich der biogenen CO2-Abscheidung aus Biogasanlagen.

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Switzerland aims for carbon neutrality by 2050. Carbon capture and utilization (CCU) plays a key role in achieving this by capturing and recycling CO2. Biogas plants offer an opportunity to contribute, as they produce biogenic CO2 that is often not valorised. Using this CO2 in various applications can reduce fossil CO2 emissions and improve the economic viability of the plants. The main goal of this study is to assess the potential for CO2 capture in Swiss biogas plants and evaluate its use in current and emerging applications through a market study to gauge demand. The environmental impact of various CO2 capture and utilization pathways will be estimated by quantifying CO2-equivalent reductions. Finally, the key barriers to CCU implementation will be identified, and recommendations to address regulatory, technical, and economic challenges will be given. This intermediate report covers the literature review on the technical framework, international realisations, and the Swiss situation regarding biogenic CO2 capture from biogas plants.

Zugehörige Dokumente

• Interim report 2025_english [PDF] 1'061 kB

Publikationen / Ergebnisse (Französisch)

La Suisse vise la neutralité carbone d'ici 2050, et la capture et l'utilisation du carbone (CCU) joue un rôle clé dans la réalisation de cet objectif en capturant et en recyclant le CO2. Les installations de biogaz offrent une opportunité de contribuer à la réduction des émissions, car elles produisent du CO2 biogène, qui n'est souvent pas valorisé. L'utilisation de ce CO2 dans diverses applications peut réduire les émissions de CO2 fossile et améliorer la viabilité économique des installations. L'objectif principal de cette étude est d'évaluer le potentiel de capture du CO2 dans les installations de biogaz suisses et d'évaluer son utilisation dans des applications actuelles et émergentes à travers une étude de marché visant à évaluer la demande. L'impact environnemental des différentes voies de capture et d'utilisation du CO2 sera estimé en quantifiant les réductions équivalentes de CO2. Finalement, les principaux obstacles à la mise en oeuvre de CCU seront identifiés et des recommandations seront formulées pour relever les défis réglementaires, techniques et économiques. Ce rapport intermédiaire couvre l'analyse documentaire sur le cadre technique, les réalisations internationales et la situation suisse en matière de capture du CO2 biogène provenant des installations de biogaz.