THE ROLE OF BIOGENIC WASTE AND RESIDUES IN A CLIMATE NEUTRAL WORLD

---

• Available online in Detritus - Volume 34 - March 2026
• Pages 118-129

---

Abstract

Germany aims to become climate-neutral by 2045. This will require us to significantly reduce consumption of materials and energy, and to become a more sustainable society in general: climate neutrality is based on two main pillars, an energy supply based entirely on renewables (wind, solar, bioenergy, geothermal energy, and hydropower) and a transformation of today’s mainly linear economy to a truly circular one. Both transformations are still in their infancy not just at global scale, but Germany also has a long way to go as yet. CO2 sinks (negative emissions) will therefore be needed as well. In supplying industry with organic raw materials, the key challenge is to shift from petro-based to bio-based, circular (recycled) carbon sources. It will be essential to use biogenic wastes and residues for materials and energy in an optimal way – and this exactly is one major focus of work of the DBFZ, the German institute for biomass research, located in Leipzig, in close cooperation especially with University of Rostock. This article summarises how biogenic wastes and residues are currently used for material and energy in Germany, and which developments are required in order to achieve the abovementioned transformation.

---

Keywords

• Recycling
• Waste
• Bioenergy
• Climate

---

Editorial History

• Received: 25 Nov 2025
• Revised: 05 Feb 2026
• Accepted: 19 Mar 2026
• Available online: 31 Mar 2026

---

References

Braune, M., Yuan, B., Sträuber, H., McDowall, S. C., Nitzsche, R., & Gröngröft, A. (2021). A Downstream Processing Cascade for Separation of Caproic and Caprylic Acid from Maize Silage-Based Fermentation Broth. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 9.
DOI 10.3389/fbioe.2021.725578

Brosowski, A.; Krause, T.; Mantau, U.; Mahro, B.; Noke, A.; Richter, F. et al. (2019): Arbeitsgruppe Biomassereststoffmonitoring (AG BioRestMon). Schlussbericht. Hg. v. Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ). Deutsches Biomasseforschungszentrum (DBFZ). Leipzig. Online verfügbar unter https://www.fnr.de/ftp/pdf/berichte/22019215.pdf

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung.(2024). Nachhaltigkeitsverordnung/ Biokraftstoff- Nachhaltigkeitsverordnung https://www.ble.de/SharedDocs/Downloads/DE/Klima-Energie/Nachhaltige-Biomasseherstellung/Evaluationsbericht_2022.pdf?__blob=publicationFile&v=1

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung. (2025). 2 KRAFTSTOFF Nabisy-Biomassearten Stand 05.2025. https://www.ble.de/SharedDocs/Downloads/DE/Klima-Energie/Nachhaltige-Biomasseherstellung/Nabisy/Biomassearten.xlsx

Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung. (2025). Evaluations- und Erfahrungsbericht für das Jahr 2022: Biomassestrom-Nachhaltigkeitsverordnung/ Biokraftstoff-Nachhaltigkeitsverordnung. https://www.ble.de/SharedDocs/Downloads/DE/Klima-Energie/Nachhaltige-Biomasseherstellung/Evaluationsbericht_2022.pdf

Bundesgütegemeinschaft Kompost e.V. (2014). Landschaftspflegematerial in der Vergärung und Kompostierung (legal/permit relevance of landscape conservation material as waste). https://www.kompost.de/uploads/media/Landschaftspflegematerial_in_der_Vergaeung_und_Kompostierung.pdf?utm

Bundes-Klimaschutzgesetz vom 12. Dezember 2019 (BGBl. I S. 2513), das zuletzt durch Artikel 1 des Gesetzes vom 15. Juli 2024 (BGBl. 2024 I Nr. 235) geändert worden ist: KSG (21.11.24). https://www.gesetze-im-internet.de/ksg/KSG.pdf

Bundesregierung (2012). Roadmap Bioraffinerien. Bundesregierung

Bundesregierung (2022). Generationenvertag für das Klima: Pressemitteilung zur Änderung des Klimaschutzgesetzes 2022

www.bundesregierung.de/breg-de/service/archiv/klimaschutzgesetz-2021- 1913672.pdf

Bundesumweltministerium (2024). Eckpunkte für eine Nationale Biomassestrategie (NABIS). https://www.bundesumweltministerium.de/download/eckpunkte-fuer-eine-nationale-biomassestrategie-nabis

Carrillo-Rodríguez, L. A., Romero, M. C., & Galindo Larrahondo, J. A. (2025). The use of agro-industrial waste towards a sustainable circular economy: A systematic review. Detritus, 31, 45–61.
DOI 10.31025/2611-4135/2025.19491

Chen, W.-S., Strik, D. P. B. T. B., Buisman, C. J. N., & Kroeze, C. (2017). Production of Caproic Acid from Mixed Organic Waste: An Environmental Life Cycle Perspective. Environmental Science & Technology, 51(12), 7159–7168.
DOI 10.1021/acs.est.6b06220

Daniel-Gromke, J., Rensberg, N., Denysenko, V., Mazlum, L., Dotzauer, M., Dögnitz, N., Naumann, K. (2025): Wissenschaftliche Analysen zu ausgewählten Aspekten der Statistik erneuerbarer Energien und zur Unterstützung der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat). Fachbericht Biomasse. Climate Chang 55/2025. ISSN:1862-4359. Dessau Roßlau. abrufbar unter: https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/wissenschaftliche-analysen-zu-ausgewaehlten

Dincă, M. N.; et al. (2025). Review on digestate valorisation pathways (solid/liquid management and resource recovery). https://www.mdpi.com/2076-3417/15/16/8939?utm

Dögnitz, N.; Hauschild, S.; Cyffka, K.-F.; Meisel, K.; Dietrich, S.; Müller-Langer, F.; Majer, S.; Kretzschmar, J.; Schmidt, C.; Reinholz, T.; Gramann, J. (2022). Wasserstoff aus Biomasse: Kurzstudie im Auftrag des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft. (DBFZ Report, 46). Leipzig: DBFZ. III, 4-147 S. ISBN: 978-3-946629-88-7.
DOI 10.48480/b4wn-c154

Drosg, B.; et al. (2015). Nutrient Recovery by Biogas Digestate Processing. IEA Bioenergy. https://task37.ieabioenergy.com/wp-content/uploads/sites/32/2022/02/NUTRIENT_RECOVERY_RZ_web2.pdf

Eurostat. (2024). Circular material use rate database. https://ec.europa.eu/eurostat/databrowser/view/env_ac_cur/default/table?lang=en

European Biogas Association. (2024). Exploring digestate’s contribution to healthy soils (report). https://www.europeanbiogas.eu/wp-content/uploads/2024/03/Exploring-digestate-contribution-to-health-soils_EBA-Report.pdf?utm

EU (1991) Council Directive 91/676/EEC (EU). Protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources (Nitrates Directive). (EUR-Lex)

EU (2019) Regulation (EU) 2019/1009. EU rules for fertilising products (incl. conditions for placing fertilising products on the market)

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. (2022). Biogas aus landwirtschaftlichen Rest- und Abfallstoffen

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. (2022). Zwei Fliegen mit einer Klappe: Pappelholz für Biomethan und Torfersatzstoffe. FNR-Pressemitteilung. https://news.fnr.de/fnr-pressemitteilung/zwei-fliegen-mit-einer-klappe-pappelholz-fuer-biomethan-und-torfersatzstoffe

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. (2025). Holzfasern: Gärtnern ohne Torf: Mit Holzfaserstoffen. https://torfersatz.fnr.de/torfminderung/torfalternativen/holzfasern

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe. (2025). Rindenhumus: Gärtnern ohne Torf: Mit Rindenhumus. https://torfersatz.fnr.de/torfminderung/torfalternativen/rindenhumus

Fraunhofer-Gesellschaft. (2025). Lignin – eine nachhaltige Alternative zu fossilen Rohstoffen. www.fraunhofer.de/de/forschung/fraunhofer-strategische-forschungsfelder/biooekonomie/lignin.html

Fehrenbach, H.; Giegrich, J.; Köppen, S.; Wern, B.; Pertagnol, J.; Baur, F. et al. (2018): BioRest: Verfügbarkeit und Nutzungsoptionen biogener Abfall- und Reststoffe im Energiesystem. (Strom-, Wärme- und Verkehrssektor). Abschlussbericht. Hg. v. Umweltbundesamt. Institut für Energie- und Umweltforschung GmbH (ifeu); Institut für Zukunftsenergie- und Stoffstromsysteme (IZES); Öko - Institut e.V. Dessau-Roßlau. Online verfügbar unter https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/1410/publikationen/2019-0924_texte_115-2019_biorest.pdf

Fu, Z.; Zhao, J.; et al. (2024). A comprehensive review on the preparation of biochar from digestate sources and its application in environmental pollution remediation. Science of the Total Environment, 912, 168822.
DOI 10.1016/j.scitotenv.2023.168822

Global Footprint Network. (2024). Footprint Calculator. https://www.footprintnetwork.org/resources/footprint- calculator/

Ghamari, M., Suvish, Hwang See, C., Yu, H., Anitha, T., Balamurugan, V. T., Velusamy, S., Hughes, D., Sundaram, S. (2025) Nanocellulose Extraction from Biomass Waste: Unlocking Sustainable Pathways for Biomedical Applications. The chemical record.
DOI 10.1002/tcr.20240024

Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). (2021). AR6 Working Group I: The Physical Science Basis (methane as a potent greenhouse gas). https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/downloads/report/IPCC_AR6_WGI_Chapter06.pdf?utm

International Energy Agency (IEA). (2020). Outlook for biogas and biomethane: Prospects for organic growth. Paris. https://www.iea.org/reports/outlook-for-biogas-and-biomethane-prospects-for-organic-growth

Jelschow, V., Mais, F., Gramberg, T., Gross, E., Fajardo, E.A.G., Kiemel, S., Full, J., Rögele, S., Schabernack, N., Gümbel, T., Wendt, J. (2024) H2Wood – BlackForest: Wasserstofferzeugung aus Rest- und Altholz in der Region Schwarzwald. Potenziale, Barrieren und Handlungsmaßnahmen. Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA. https://www.ipa.fraunhofer.de/de/Publikationen/studien/h2wood-blackforest.html

Jordan, M., Lenz, V., Millinger, M., Oehmichen, K., & Thrän, D (Daniela) (2019). Future competitive bioenergy technologies in the German heat sector: Findings from an economic optimization approach. Energy. Advance online publication.
DOI 10.1016/j.energy.2019.116194

Kaltschmitt, M., Hofbauer, H., & Lenz, V. (2024). Energie aus Biomasse: Band 2 (4th ed.). Springer Vieweg
DOI 10.1007/978-3-658-41216-6

Korba, J.; et al. (2024). Digestate Application Methods and Rates with Regard to Greenhouse Gas Emissions and Crop Conditions. Agronomy, 14(2), 336.
DOI 10.3390/agronomy14020336

Krause, T., Mantau, U., Mahro, B., Noke, A., Richter, F., Raussen, T., Bischof, R., Hering, T., Thrän, D., & Brosowski, A. (2020). Nationales Monitoring biogener Reststoffe, Nebenprodukte und Abfälle in Deutschland: Teil 1 : Basisdaten zu Biomassepotenzialen.
DOI 10.48480/6MZ1-ZS78

Mantau, U. (2023). Holzrohstoffbilanzierung - Kreislaufwirtschaft und Kaskadennutzung: 20 Jahre Rohstoffmonitoring Holz. Schriftenreihe nachwachsende Rohstoffe: Vol. 40. Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). https://edocs.tib.eu/files/e01fn24/1905202296.pdf

Markewitz, P., Zhao, L., & Robinius, M. (2018). Technologiebericht 2.3 CO2-Abscheidung und -Speicherung innerhalb des Forschungsprojekts TF_Energiewende. Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie

https://epub.wupperinst.org/frontdoor/index/index/docId/7051

Matschoss, P. (2025). Keynote: Bioenergie und Energiewende: Die „Post-EEG“-Frage im größeren energiepolitischen Rahmen. Folgekonzepte für die post-EEG-Phase von Bioenergieanlagen (BE20plus & NextGenBGA), Berlin. https://www.dbfz.de/fileadmin/user_upload/Fachgespraeche/Sonstige/Vortraege/2020-02_Bioenergie-Post-EEG_Vortraege.pdf

Naegeli de Torres, F. et al. (2024)DBFZ Resource Database : DE-Biomass Monitor. Biomass Potentials and Utilization of Biogenic Wastes and Residues in Germany 2010-2020. https://zenodo.org/records/14273285

Naumann, K., Cyffka, K.-F., Karras, T. (2024). Bio2x: Vergleichende Analyse zu nachhaltigen Biomasse- und Substitutionspotenzialen. Hintergrundpapier. DBFZ. https://www.dbfz.de/fileadmin/user_upload/Referenzen/Statements/Hintergrundpapier_Bio2x_Okt_2024.pdf

Nelles, M., Backes, R., Cyffka, K.-F., Gröngröft, A., Kornatz, P., & Lenz, V. (2025). Verwertung biogener Abfälle und Reststoffe: Kohlenstoffquelle, Bioenergie & negative Emissionen. Müll und Abfall, 57(4), 180.
DOI 10.37307/j.1863-9763.2025.04.03

Nitzsche, R., Gröngröft, A., Köchermann, J., Meisel, K., Etzold, H., Verges, M., Leschinsky, M., Bachmann, J., Saake, B., Torkler, S., Patzsch, K., Rößiger, B., Pufky-Heinrich, D., Unkelbach, G. (2021). Platform and fine chemicals from woody biomass: demonstration and assessment of a novel biorefinery. Biomass Conversion and Biorefinery, 11(6), 2369–2385.
DOI 10.1007/s13399-020-00769-z

Panoutsou, C.; Maniatis, K. (2021): Sustainable biomass availability in the EU, to 2050. Ref: RED II Annex IX A/B. Hg. v. Concawe. Imperial Consultants, Imperial Collage London. London. Online verfügbar unter https://www.concawe.eu/wp-content/uploads/Sustainable-BiomassAvailability-in-the-EU-Part-I-and-II-final-version.pdf

Rensberg, N., Denysenko, V., Daniel-Gromke, J. (2023). Biogaserzeugung und -nutzung in Deutschland: Report zum Anlagenbestand Biogas und Biomethan. DBFZ-Report: Vol. 50. DBFZ.
DOI 10.48480/zptb-yy32

Röder, L., Nitzsche, R., Etzold, H., Oehmichen, K. (2024). Beispielkonzept zur Bereitstellung von erneuerbarem LNG aus biogenen Rest- und Abfallstoffen und erneuerbarem Wasserstoff im kommerziellen Maßstab. DBFZ Deutsches Biomasseforschungszentrum gemeinnützige GmbH.
DOI 10.48480/JSCT-Z879

Ruiz, P.; Sgobbi, A.; Nijs, W.; Thiel, C.; Dalla Longa, F.; Kober, T. et al. (2015): The JRC-EU-TIMES model. Bioenergy potentials for EU and neighbouring countries. Luxembourg: Publications Office (EUR, Scientific and technical research series, 27575)

RWTH Aachen. (2024). Biochar – Neue Generation von mit Biokohle modifizierten, durchlässigen Straßenbelagsmaterialien. www.isac.rwth-aachen.de/cms/isac/forschung/projekte/strassenbau-laufende-projekte/abgeschlossene-forschungsprojekte-strassenbau

Searle, S. Y.; Malins, C. J. (2016): Waste and residue availability for advanced biofuel production in EU Member States. In: Biomass and Bioenergy 89, S. 2–10.
DOI 10.1016/j.biombioe.2016.01.008

Theuerl, S.; et al. (2019). The Future Agricultural Biogas Plant in Germany: A Vision. Energies, 12(3), 396. https://www.mdpi.com/1996-1073/12/3/396?utm

Top Agrar. (2024). Welchen Preis erzielen Heu und Stroh derzeit? Kostenlos mit Rechner ermitteln. https://www.topagrar.com/markt/news/hier-koennen-landwirte-kostenlos-den-strohpreis-berechnen-k-20007220.html

Thrän, D., Borchers, M., Lenz, V., Jordan, M., Markus, T., Matzner, N., Oehmichen, K., Otto, D., Radtke, K. S., Reshef, N., Sadr, M., Siedschlag, D., Wollnik, R. (2025). The role of BECCS in Germany: A key to sustainable and permanent CO2 removal? Environmental Research Communications. Advance online publication
DOI 10.1088/2515-7620/ae02ee

Umweltbundesamt. (2019). Aktuelle Entwicklung und Perspektiven der Biogasproduktion aus Bioabfall und Gülle (Texte 41/2019). https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/1410/publikationen/2019-04-15_texte_41-2019_biogasproduktion.pdf?utm

Umweltbundesamt. (2024). Erneuerbare Energien in Zahlen. https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen#waerme

Umweltbundesamt. (2025). Biogasproduktion aus Gülle und Bioabfall ausbauen. https://www.umweltbundesamt.de/themen/biogasproduktion-aus-guelle-bioabfall-ausbauen

Vaupel, M. (2023). Pflanzenkohle in Beton: Gebäude und Infrastruktur werden zur Kohlenstoffsenke. Technik in Bayern - das Regionalmagazin für VDU und VDE(Jan/Feb), 26

Weinrich, S.; Nelles, M. (2021). Basics of Anaerobic Digestion: Biochemical Conversion and Process Modelling (DBFZ-Report 40). https://www.dbfz.de/fileadmin/user_upload/Referenzen/DBFZ_Reports/DBFZ_Report_40.pdf?utm

Wilske, B.; Cyffka, K.-F.; Kalcher, J.; Karras, T.; Selig, M.; Radtke, Kai et al. (2025): Schlussbericht zum Projekt MoBi II. Aufbau eines systematischen Monitorings der Bioökonomie – Konsolidierungsphase. Teilvorhaben 2: Aktualisierung Reststoffmonitoring.
DOI 10.2314/KXP:192896544X

Wollnik, R., Borchers, M., Seibert, R., Abel, S., Herrmann, P., Elsasser, P., Hildebrandt, J., Mühlich, M., Eisenschmidt, P., Meisel, K., Henning, P., Radtke, K. S., Selig, M., Kazmin,S., Thrän, D., Szarka, N. (2023). Steckbriefe für biobasierte Kohlenstoffdioxidentnahme-Optionen in Deutschland. https://datalab.dbfz.de/bionet/

Xu, J., Hao, J., Guzman, J. J. L., Spirito, C. M., Harroff, L. A., & Angenent, L. T. (2018). Temperature-Phased Conversion of Acid Whey Waste Into Medium-Chain Carboxylic Acids via Lactic Acid: No External e-Donor. Joule, 2(2), 280–295.
DOI 10.1016/j.joule.2017.11.008

Yu, Q.; et al. (2019). Review on straw/ lignocellulosic pre-treatment for anaerobic digestion (improving accessibility and methane yield). https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032119301133?utm

Related Contents

• MINING ALUMINUM FROM LANDFILLS: CHALLENGES, TECHNOLOGIES, AND THE CASE FORPRE-LANDFILL INTERVENTION.

  Daniel Amponsah-Berko, Rebecca Kwofie, Timothy Eisele and Jonathan Robins

  Published 31 Mar 2026
• WASTE TO ENERGY: HYDROTHERMAL CARBONIZATION OF AGRO-WASTE FOR THE PRODUCTION OF HIGH VALUABLE SOLID BIOFUEL

  Antonio Messineo, Antonio Picone, Chiara Corrado, Dario Ticali and Maurizio Volpe

  Published 31 Mar 2026
• TEMPORARY MATERIAL HUBS TO ENHANCE CIRCULAR ECONOMY: A CONCEPTUAL FRAMEWORK

  Romana Kopecká, Marlies Hrad and Marion Huber-Humer

  Published 31 Mar 2026

---