Biomasse stellt einen CO2-neutralen und erneuerbaren, aber im Allgemeinen auch stark wasserhaltigen Brennstoff dar. Im Gegensatz zur konventionellen Verbrennung in der Gasphase stört bei einer Verbrennung der Biomasse in überkritischem Wasser die Brennstofffeuchtigkeit nicht, sie ist sogar das Reaktionsmedium. Diese Arbeit bildet die Basis für die Auslegung eines Prozesses zur Totaloxidation von Biomasse in überkritischem Wasser (supercritical water oxidation SCWO), indem sowohl das Verständnis der zugrunde liegenden chemischen Reaktionen als auch verfahrenstechnische Aspekte betrachtet wurden. In Experimenten wurde das Reaktionsverhalten von Biomasse-Modellsubstanzen in heißem Hochdruckwasser mit und ohne Sauerstoff bei verschiedenen Temperaturen (250 - 480 °C), Verweilzeiten (2 - 40 s), Drücken (24 - 35 MPa) und Konzentrationen (0,2 - 2 % (g g-1) organisches Edukt) untersucht. Dabei wurde Glucose als Modellsubstanz für cellulosehaltige Biomasse und die beiden Aminosäuren Glycin und Alanin als Modellsubstanzen für proteinhaltige Biomasse gewählt. Auf Basis der durchgeführten Experimente konnten Reaktionsnetzwerke formuliert, mögliche Mechanismen von einzelnen Reaktionsschritten diskutiert und globale Beschreibungen der Reaktionskinetik ermittelt werden. Insgesamt lässt sich feststellen, dass die organischen Edukte Glucose, Alanin und Glycin in heißem Hochdruckwasser im untersuchten Verweilzeitbereich schon bei unterkritischen Bedingungen (T < 374 °C) praktisch vollständig zu niedermolekularen Stoffen zerfallen. Viele dieser niedermolekularen Abbauprodukte sind relativ stabil und reagieren auch bei überkritischen Temperaturen nur langsam mit Sauerstoff. Eine vollständige Oxidation der Modellsubstanzen zu CO2, H2O und N2 konnte in überkritischem Wasser im untersuchten Temperatur- und Zeitfenster nicht erreicht werden. Zur vollständigen Verbrennung werden höhere Temperaturen oder deutlich längere Verweilzeiten benötigt. Als wichtiger Bestandteil eines SCWO-Prozesses zur Totaloxidation von Biomasse wurde der Eco-Wärmetauscher betrachtet. Hierbei waren gegenläufige Zielvorgaben zu berücksichtigen. Zum Beispiel sollte der Feed sollte zum einen energetisch effizient bzw. mit geringer Grädigkeit aufgeheizt werden, zum anderen sollte das Aufheizen möglichst schnell geschehen, damit Fouling durch die beim Aufheizen gebildeten polymeren Nebenprodukte (sogenannte Braunprodukte) vermieden wird. Um diese gegenläufigen Zielvorgaben umzusetzen, wurden für verschiedene Prozessdrücke und Wärmetauschergeometrien Simulationsrechnungen der Fluidströmung, des Wärmeübergangs und der hydrothermalen Reaktion von Glucose zu Braunprodukten vorgenommen. Des Weiteren wurde die Verfahrensmachbarkeit einer energetischen Nutzung von feuchter Biomasse durch Totaloxidation in überkritischem Wasser für vier verschiedene Prozessvarianten betrachtet. Eine Bilanzierung der energetischen Effizienz und Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen identifizierten eine Oxidation mit flüssigem Sauerstoff und Prozessdampferzeugung als geeignete Variante. Ein Vergleich mit den Entsorgungskosten von konventionellen Biomasse-Entsorgungsverfahren zeigt bei optimalen Rahmenbedingungen ein potenzielles Einsatzgebiet für Abfall-Biomasse mit 3 - 17 % (g g-1) organischer Substanz (Rest Wasser).