Bioökonomie BW

Kieselalgen als Bioraffinerie - 05.05.2023

Mikroalgen: Nachhaltige Chemikalienproduktion in der Minifabrik

Nachwachsende Rohstoffe als Alternativen zu fossilen Ressourcen gibt es einige. Damit aus diesen Produkte unseres Alltags werden können, müssen Pflanzenöle & Co. nicht nur gewonnen, sondern chemisch weiterverarbeitet werden. Forschende der Uni Konstanz haben Mikroalgenzellen so in winzige Raffinerien umfunktioniert, dass diese nicht nur Rohstoffe herstellen, sondern diese auch gleich aufwerten und damit nachhaltige Chemikalien liefern…

Am Fraunhofer-Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP in Leuna haben Vertreter aus Politik, Forschung und Wirtschaft eine neuartige Pilotanlage zur schonenden Verarbeitung von Rapssaat eingeweiht, um die stoffliche Wertschöpfung von Raps zu steigern.

Reststoffe, die bisher auf dem Acker blieben, können hochwertig genutzt werden. Die Umlenkung und wirtschaftliche Nutzung dieser Ressourcen erfordert jedoch ein intelligentes Management, da auch diese Stoffströme begrenzt verfügbar sind. Mit dem Projekt ReBioBW will das Land erfassen, welche Nebenprodukte und Nebenströme anfallen und in welche Verwertungspfade sie gehen. Die Ergebnisse sind eine wichtige Basis für neue Geschäftsmodelle.

Die 2019 verabschiedete Landesstrategie „Nachhaltige Bioökonomie Baden-Württemberg“ will zum Schutz natürlicher Ressourcen, der Biodiversität sowie des Klimas beitragen und Innovationen begünstigen. Für Begleitung, Beratung und Weiterentwicklung wurde bereits 2020 ein hochkarätig besetzter Bioökonomiebeirat berufen. Zum Start der zweiten Umsetzungsphase steht das Expertenteam in leicht veränderter Zusammensetzung erneut zur Verfügung.

Der Klimawandel hat zusammen mit dem intensiven Nutzen und Zerstören natürlicher Ökosysteme einen beispiellosen, fortschreitenden Artenschwund ausgelöst. Häufig werden die Klima- und die Biodiversitätskrise aber wie getrennte Katastrophen behandelt. Ein internationales Team aus Forschenden, an dem auch das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) beteiligt ist, fordert nun ein Umdenken.

Rund 750 Teilnehmende kamen am 28. und 29. März auf den Deutschen Biotechnologietagen (DBT) in Wiesbaden zu ihrem jährlichen Austausch zusammen, so viele wie vor der Pandemie. Das war wegen des Generalstreiks am Vortag der Veranstaltung fast schon eine positive Überraschung. Auf dem jährlichen „Klassentreffen“ der Branche stand neben der Diskussion aktueller Themen der Branche auch der Austausch untereinander und mit der Politik im Vordergrund.

Im Februar nahm das estnische Start-up New Standard Oil erfolgreich den ersten großtechnischen Prototyp zur Trocknung und Torrefizierung von biogenen Reststoffen in Betrieb. Die Anlage arbeitet mit Heißdampf bei Atmosphärendruck und damit äußerst energieeffizient.

Denkfabrik FYI: Landwirtschaft 5.0 - 16.02.2023

Landwirtschaft 5.0: Mit Agri-Photovoltaik und Pflanzenkohle gegen die Klimakrise

Klimaschutz, Landwirtschaft und Biodiversität sind eng verflochten. Positive Lenkungswirkung hat dabei die Landwirtschaft 5.0, wie die Hochschule Offenburg zeigt: Mit der aktuell in Deutschland geförderten Agri-Photovoltaik lässt sich Solarstrom auf ertragreichen Äckern erzeugen. Biomassestreifen und Pflanzenkohle entziehen der Atmosphäre CO2. Gleichzeitig wird die Bodenqualität verbessert und die Artenvielfalt erhöht.

Rund 7 Mio. Euro für einen nachhaltigeren Umgang mit der weltweit begrenzten Ressource Phosphat: Das deutsch-chinesische Graduiertenkolleg AMAIZE-P kann seine Forschung zu Phosphor als eines der wichtigsten, für Pflanzen essentiellen Nährelemente fortsetzen. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat eine zweite Förderperiode von weiteren 4,5 Jahren bewilligt.

Die Bioökonomie kann ein zentraler Baustein für die Transformation unserer größtenteils auf Kohle, Öl und Gas gestützten Wirtschaft sein. Nachwachsende Rohstoffe und synthetische Kohlenstoffverbindungen sind jedoch knapp und teuer. Sie sollten in Bereichen wie der chemischen Industrie eingesetzt werden – und nicht als Energieträger. Das ifeu stellt jetzt die Ergebnisse von vier richtungsweisenden Studien vor.

Ein Bakterium namens Rhodospirillum rubrum (R. rubrum) ist ein richtiger Alleskönner in Sachen Klimaschutz: Im neu entwickelten Verfahren der »Dunkel-Photosynthese« kann das Bakterium gleichzeitig grünen Wasserstoff und biogenes CO2 als Grundstoff für negative Emissionen bereitstellen. Und eröffnet dabei neue Perspektiven für eine biointelligente Energie- und Rohstoffwende.

In Laboren werden bisher viele Analysen von Hand gemacht. Das ist aufwändig und kann zu Fehlern führen. Durch die Automatisierung solcher Laboranlagen ließen sich zukünftig alle notwendigen Daten direkt und in Echtzeit ablesen und die Forscher könnten sich besser auf ihre Kernaufgaben konzentrieren.

Minister Peter Hauk MdL: „Der schlafende Riese Biogas muss endlich geweckt werden.“ Baden-Württemberg macht sich im Bundesrat für die Potenziale von Bioenergie stark.

Algen sind kleine Klimaretter. Bereits bei ihrer natürlichen Photosynthese im Freien sind sie äußerst effizient und binden zehnmal mehr Kohlendioxid (CO₂) als Landpflanzen. In Bioreaktoren mit entsprechender Sensorik, Regelungstechnik und Automatisierung kann die Effizienz der Algen auf das Hundertfache von Landpflanzen gesteigert werden. Daher steckt in ihnen erhebliches Potenzial für eine klimaneutrale Kreislaufwirtschaft.

Minister Peter Hauk MdL: „Innovation entsteht in Baden-Württemberg – wie aus Stroh Verpackungen, Teller und Grundstoffe für die chemische Industrie werden.“ In Lenningen wird eine ‚Steam-Explosion-Forschungsanlage‘ und weiterer Pilotanlagen zur Naturstoffverarbeitung eingeweiht. Der neue Standort für das Technikum Laubholz steht fest.

Nachwachsende Rohstoffe und biobasierte Verfahren können in entscheidendem Maß zum Ersatz fossiler Materialien beitragen. Dies geht aus einer Roadmap hervor, welche die Fraunhofer-Gesellschaft heute in Berlin der Politik und Öffentlichkeit präsentiert hat.

Mit Insekten zur Kreislaufwirtschaft - 30.11.2022

InBiRa: Insektenbioraffinerie verwandelt Lebensmittelreste in neue Produkte

Lebensmittelreste und -abfälle von Insektenlarven verwerten lassen und daraus Sekundärrohstoffe für technische Produkte und Kosmetika herstellen. Dies wollen Forschende in einer Insektenbioraffinerie am Fraunhofer IGB in Stuttgart. Das Projekt InBiRa wird mit insgesamt 3,8 Mio. Euro EU- und Landesmitteln finanziert.

Den Küken schmeckt’s: Die ersten 50 kg Proteinextrakt – gewonnen aus Grünland-Schnitt – konnten Forschende der Universität Hohenheim in Stuttgart verfüttern. Doch in den Pflanzen von Wiesen und Weiden steckt noch mehr als eine neue Eiweißquelle für Schweine und Geflügel: Auch in der menschlichen Ernährung könnten sie eine Alternative zu Soja darstellen. Außerdem sind sie Ausgangsmaterial für biobasierte Kunststoffe und Papier, Energie und Dünger.

Hightech-Bioreaktor von Festo - 10.11.2022

Wertstoffe aller Art – automatisiert produziert in lebenden Zellen

Mithilfe von Algen könnte man zukünftig praktisch alles herstellen, für das bisher Erdöl benötigt wird – Kunst- und Treibstoffe, Arznei- oder Lebensmittel. Außerdem sind sie auch noch Klimaretter, denn sie binden zehnmal mehr CO2 als Landpflanzen. Das Esslinger Unternehmen Festo hat einen Hightech-Bioreaktor entwickelt, mit dem man die kleinen grünen Biofabriken automatisiert kultivieren kann – und dies hundertmal so effizient wie Landpflanzen.

Algen auf dem Teller verbindet man bisher eher mit exotischer Küche – etwa der japanischen. Doch auch so etwas urschwäbisches wie Spätzle könnte zukünftig durchaus mit Mikroalgen zubereitet werden – in diesem Fall mit einzelligen Mikroalgen. Diese gelten als hervorragende Proteinlieferanten, was sie für die Herstellung von Lebensmitteln und Nahrungsmittelergänzungsstoffen wertvoll macht.

Phosphat ist Fluch und Segen zugleich. Der Rohstoff ist ein grundlegender Baustein allen organischen Lebens und somit unverzichtbar. Gleichzeitig kann er aber auch schädlich wirken – etwa, wenn er in großen Mengen durch unser Abwasser in natürliche Gewässer gelangt. Dann kann Phosphat ein Pflanzen- und Algenwachstum verursachen, das Gewässer »umkippen« lässt.

Heute gab es bei Familie Müller Joghurt zum Frühstück. Jetzt stehen 4 Becher auf dem Tisch, die früher einfach in den Restmüll gewandert sind. Heutzutage wird aber der Müll sauber und sortenrein getrennt. Der Deckel wandert in den gelben Sack, die Pappumhüllung des Plastikbechers wird entfernt und dem Papierrecycling zugeführt, der jetzt nackte Becher darf auch in den gelben Sack.

Ein Plus für die Artenvielfalt – und zugleich bessere Verbrennungseigenschaften, so die Idee: Blühpflanzen wirken sich bei der Energieerzeugung mit Miscanthus rundum positiv aus. Das hochwachsende Gras ist eine wichtige Biomasse-Pflanze in der Bioökonomie, besonders auch zur Energiegewinnung. Um die biologische Vielfalt zu fördern, könnte Miscanthus gemeinsam mit einheimischen, mehrjährigen Blühpflanzen angebaut werden.

Setzt die deutsche Landwirtschaft zukünftig auf Mikroalgen? Mit den einzelligen Wasserpflanzen lassen sich jedenfalls zahlreiche Wertstoffe produzieren – somit haben sie ein großes Potenzial als nachwachsender Rohstoff und Biomassequelle für die Bioökonomie.