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Prozesse und Technologien in der Bioökonomie

Das Land Baden-Württemberg zeichnet sich durch starke Wirtschaftskompetenzen im Bereich Anlagen- und Maschinenbau sowie durch exzellente Forschungseinrichtungen in den Bereichen Biologie, Biotechnologie, Bioverfahrenstechnik und Chemie aus. Im Sinne einer nachhaltigen Wirtschaft bilden diese eine hervorragende Grundlage, um Technologieentwicklung und Innovation voranzutreiben für die Bioökonomie von morgen.

Zur Verwirklichung einer biobasierten Wirtschaft bedarf es Prozessinnovationen, die zu einer effizienten Verwertung von Roh- und Reststoffen führen. Zu den Prozessinnovationen im bioökonomischen Sinn zählen sowohl Verfahren und Technologien, die biogene Roh- und Reststoffe als Ausgangsubstrat nutzen, als auch biobasierte Verfahren, die Stoffwechselleistungen von Lebewesen wie beispielsweise Mikroorganismen, Bakterien oder Algen nutzen. In beiden Fällen muss es das Ziel sein, umweltverträgliche, flexible und wirtschaftliche Prozesse zu entwickeln, die rasch in den industriellen Maßstab gebracht werden können.

Die Vielfalt von Verfahren und Prozessen im bioökonomischen Bereich ist groß. Eine intelligente Koppel- und Kaskadennutzung von biogenen Roh- und Reststoffen wird angestrebt. Im Mittelpunkt stehen hierbei einfache und kombinierte chemische, physikalische und biotechnologische/-katalytische Konversionstechnologien.

Einen intelligenten und vielversprechenden Lösungsansatz bietet das Bioraffinerie-Konzept. Bioraffinerien integrieren verschiedene Verfahren und Technologien zur Konversion von Biomasse. Ihr Ansatz orientiert sich an einer ganzheitlichen Verwertung der Biomasse zur Herstellung höherwertiger (Zwischen-)Produkte. Somit ergibt sich mit einer Bioraffinerie die Möglichkeit einer abfallfreien Biomassenutzung durch effiziente Konversionsrouten zur energetischen und stofflichen Nutzung von Biomassen.

Eine Bioraffinerie muss aber nicht notwendigerweise alle Verfahrensschritte in einer Anlage vereinen. Je nach Standort können auch kleine, modulare Anlagen die richtige Wahl sein, um mit Biomasse Wertschöpfung zu betreiben. Dabei ist es wichtig, dass die Aufschluss- und Konversionsprozesse für die Biomasse rohstofftolerant und flexibel sind, um hinsichtlich der Zusammensetzung der Biomasse und des Mengenanfalls unterschiedliche Stoffströme in einem Prozessschritt verarbeiten zu können.

Aktuell befindet sich die Umsetzung neuer oder verbesserter Verfahren und Prozesse hauptsächlich in Pilot- und Demonstrationsanlagen. Für eine zukünftige Produktion sind bei der Überführung von Anwendungen in einen industriellen Maßstab noch weitere Anstrengungen nötig.

Prozesse und Technologien in der Bioökonomie

  • Biokunststoffe - 03.05.2018

    Die Umweltbilanz erdölbasierter Plastikprodukte sieht nicht gut aus. Für die Kunststoffherstellung findet ein Umdenken in Richtung nachwachsender Rohstoffe statt. Zeit für eine Renaissance des Holzes. Prof. Dr. Marie-Pierre Laborie forscht mit ihrem Team an der Professur für Forstliche Biomaterialien der Universität Freiburg am Nutzungspotenzial von Lignin, dem Klebstoff im Holz.

  • Fachbeitrag - 13.02.2018

    Ein wichtiger Ausgangsstoff fruchtiger Aromen für die Lebens- und Futtermittelindustrie sowie für die Kosmetikbranche ist die Buttersäure. Bei der Biogasproduktion fällt sie als Zwischenprodukt an. Dort könnte sie abgezweigt und zur Aromaproduktion genutzt werden – das technologische und bioökonomische Potenzial dieser Verwertung lotet ein neues Verbundprojekt aus.

  • Fachbeitrag - 30.11.2017

    Die Förderung erneuerbarer Energien ist ein wichtiges Ziel der EU. Biomasse wie Algen und organische Abfälle sind besonders vielversprechend, da sie nicht in Konkurrenz mit der Nahrungsmittelgewinnung stehen. Wissenschaftler am Fraunhofer IGB Stuttgart vergären Biomasse aus Algen und Großmarktabfällen, um in einem Kaskaden-Verfahren Wertstoffe sowie das Biogas Methan zu gewinnen. Ziel ist, Stoffkreisläufe zu schließen und eine ideale Effizienz…

  • Fachbeitrag - 27.11.2017

    Kohle, Erdöl und Erdgas sind unsere Energieträger und Basis für die Lebensmittel-, Pharma- und chemische Industrie. Doch der Vorrat an fossilen Rohstoffen geht kontinuierlich zur Neige. Das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart widmet sich daher den Mikroalgen. Mit verschiedenen Verfahren, basierend auf den neuesten Technologien, konnte in ersten Pilotprojekten eine Vielzahl an chemischen Wertstoffen…

  • Fachbeitrag - 15.11.2017

    Die Kraft der Mikroben nutzen: Biochemiker aus Leipzig und Tübingen kombinieren die Kraft der Mikroben mit einer Elektrolyse, um aus organischem Material Kraftstoffe zu gewinnen. Das neue Verfahren kann, unter Einsatz von Strom aus erneuerbaren Quellen, aus Abfallstoffen wie Biomüll oder Grünschnitt Diesel machen und damit auch zur Speicherung von Wind- und Solarenergie genutzt werden.

  • Fachbeitrag - 13.09.2017

    Ein bekanntes Problem bei der Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Quellen ist die fehlende Flexibilität hinsichtlich Stromspitzen – sowohl auf Verbraucher- als auch auf Erzeugerseite. Insbesondere Biogasanlagen stellen hier, aufgrund der zugrundeliegenden komplexen und relativ trägen mikrobiellen Prozesse, eine Herausforderung dar. Das Forschungsprojekt FLEXIZUCKER der Universitäten Ulm und Göttingen hat sich zum Ziel gesetzt, die…

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