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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

  • 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…

  • Fachbeitrag - 17.07.2017

    Erdgas gilt im Vergleich zu Rohstoffen wie Kohle oder Öl verhältnismäßig klimafreundlich. Das Problem: Auch Erdgas ist ein fossiler Brennstoff, der anthropogene CO2 -Emissionen verursacht. In einem Verbundvorhaben analysieren Wissenschaftler und Ingenieure daher, wie aus biogenen Rest- und Abfallstoffen wie Holz, Klärschlamm oder Biomasse-Mixturen, gasförmige Ersatzkraftstoffe erzeugt werden können.

  • Angewandte Forschung in der Bioökonomie - 19.06.2017

    Für die Etablierung einer biobasierten Rohstoffplattform im Rahmen der Bioökonomie müssen neuartige Materialien aus Biomasse für verschiedene Anwendungen entwickelt werden. Diese müssen nicht nur aus technologischer, sondern auch aus ökonomischer Sicht konkurrenzfähig zu den konventionellen Materialien sein. An der Universität Hohenheim wird an der Entwicklung leitfähiger Kohlenstoffmaterialien aus Biomasse geforscht. Damit soll die Substitution…

  • Fachbeitrag - 13.03.2017

    Biogasanlagen gehören inzwischen zum vertrauten Bild unserer ländlichen Regionen. Also sollte es doch genug Erfahrungen geben, um diese Energiegewinnung aus nachwachsenden Rohstoffen oder organischen Reststoffen umfassend zu bewerten – sollte man meinen. Wissenschaftler zeichnen jedoch ein äußerst differenziertes Bild. Pauschale Aussagen sind kaum möglich, die Analyse einzelner Facetten hilft allerdings weiter.

  • Fachbeitrag - 06.03.2017

    Lignin gehört mit der Cellulose zu den häufigsten organischen Verbindungen auf der Erde. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT versuchen mit neuen nachhaltigen Aufschluss- und Fraktionierungsverfahren für Lignin die Ausbeute von aromatischen Plattformchemikalien zu optimieren. Damit wollen sie eine Erdölalternative für Pharma-, Kunststoff- und Lebensmittelindustrie liefern.

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