Die effiziente Nutzung von Biomasse ist eine wesentliche Voraussetzung für die von der Gesellschaft und Politik angestrebte „Bioökonomie“. In dieser Ökonomie soll ein Großteil unseres täglichen Bedarfes an Produkten und Energie aus nachwachsenden statt fossilen Ressourcen gedeckt werden. Ziel ist es dabei, sowohl eine gesicherte nachhaltige Nahrungsversorgung zu ermöglichen als auch Emissionen zu reduzieren und Ressourcen zu schonen. In Anbetracht einer stetig wachsenden Bevölkerung und der Endlichkeit von verfügbaren Agrarflächen steigt jedoch die Nachfrage nach der Ressource Biomasse in allen Nutzungsfeldern an. Als ein Ansatzpunkt zur Lösung dieses Konfliktes werden Bioraffinerien betrachtet. Gemeint sind damit Konzepte, die analog zu fossilen Raffinerien Biomasse mit minimalem Energie- und Ressourceneinsatz zu einer Vielzahl verschiedener Produkte umwandeln, sodass diese möglichst vollständig verwertet werden kann.

Vor diesem Hintergrund werden innerhalb der Arbeitsgruppe möglichst effiziente Nutzungsoptionen für nachwachsende Rohstoffe und Produktionsrückstände aufgezeigt. Die Forschungsgebiete dabei sind vielfältig und umfassen sowohl die Entwicklung und Evaluierung von effizienten Prozessen zur stofflichen Verwertung (z. B. Wertstoffabtrennung und Erzeugung höherwertiger Zwischenprodukte) als auch die Weiterentwicklung und Optimierung von energetischen Verfahren (z. B. Reduzierung schädlicher Emissionen bei der Verbrennung, Vorbehandlung zur Steigerung der anaeroben Abbaubarkeit zur effizienteren Biogaserzeugung). Die Bewertung der untersuchten Konzepte erfolgt basierend auf technischen (Prozessintegration, Wirkungsgradsteigerung), ökonomischen (höherwertige Produkte, Kostenminimierung) und ökologischen (Minimierung von Treibhausgas- und anderen Emissionen) Kriterien. Die Entwicklung und Optimierung entsprechender Prozesse erfolgt zunächst sukzessiv mithilfe experimenteller Untersuchungen (z. B. Maximierung der Biogasausbeute, Abtrennung von Proteinen, Nährstoffen oder Lignin aus Reststoffströmen). Dafür stehen eine Vielzahl an Analysemethoden und -geräten zur Verfügung. Alternativ oder parallel zu den experimentellen Untersuchungen kann auch eine modelltechnische Abbildung der jeweiligen Prozesse erfolgen, um diese im Kontext einer integrierten Bioraffinerie zu bewerten.