Bioökonomie BW

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.

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.

Projekt FuTuReS - 12.12.2022

Mikroalgen – hochwertige Produkte für die heimische Landwirtschaft?

Algen sind Wasserlebewesen, die in einer riesigen Artenvielfalt vorkommen. Aber nicht nur das: Als kleine grüne Minifabriken können sie allerhand Wertstoffe herstellen. Dafür brauchen sie lediglich Wasser, Licht, CO2 und ein paar Nährstoffe, die aus Biogas- oder Kläranlagen verwertet werden können. Forschende haben nun optimale Rahmenbedingungen und Praktikabilität von Prozessverfahren zur landwirtschaftlichen Algenkultivierung ermittelt.

Fossile Rohstoffe sind begrenzt und nicht überall auf der Welt vorhanden und abbaubar – das wird uns am Beispiel fossiler Brennstoffe und aktuell steigender Energiepreise gerade schmerzhaft vor Augen geführt. Nachwachsende Rohstoffquellen werden daher künftig eine immer größere Rolle spielen: als Energieträger, aber idealerweise auch als Lieferant von Bausteinen für umweltverträglichere Chemikalien und Materialien.

Kohlenstoffbindung - 28.07.2022

Carbon Farming – Klimaschutz auf dem Feld?

Der Landwirtschaft kommt für die Erreichung der europäischen Klimaziele eine Schlüsselrolle zu. Zentral hierfür sind Maßnahmen, die unter dem Begriff Carbon Farming zusammengefasst werden und oft zur freiwilligen Kompensation von Emissionen herangezogen werden. Auch zwei baden-württembergische Unternehmen – CarboCert und Carbonfuture – sind in diesem Bereich aktiv und stellen sich Fragen zu Herausforderungen und Potenzialen des Carbon Farmings.

Bislang werden Grünabfälle und Klärschlamm meist kompostiert oder verbrannt. Sinnvoller wäre es, daraus den wertvollen Energieträger Wasserstoff zu gewinnen. Dieses Ziel verfolgt ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA.

Minifabriken für die Produktion von Biokunststoff - 05.05.2022

Bakterien produzieren Bioplastik: ressourcenschonend und sehr umweltfreundlich

Lebende Zellen als Minifabriken, die nur aus Wasser, Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid Plastik herstellen, das auch noch zu 100 Prozent wieder abbaubar ist. Forschende der Universität Tübingen haben Cyanobakterien so gentechnisch verändert, dass sie ihre Zellen prall mit Polyhydroxybutyrat füllen. Die Entwicklung von Pilotanlagen, um den Biokunststoff in größerem Stil produzieren zu können, wird nun angegangen.

Das Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg finanziert das neue Forschungs- und Demonstrationsprojekt RoKKa (Rohstoffquelle Klärschlamm und Klimaschutz auf Kläranlagen), das das Leistungsspektrum von Kläranlagen um eine entscheidende Funktion erweitert: die Möglichkeit der Rohstoffrückgewinnung aus dem Abwasser.

Mikroalgen sind einzellige Tausendsassas. Unter den richtigen Bedingungen können sie – je nach Art – wertvolle Rohstoffe produzieren, etwa für die Chemie- oder Lebensmittelindustrie. Dafür brauchen sie unter anderem Licht und CO2. Doch was können sie leisten, welche Produkte können sie konkret liefern? Ein Überblick.

Aus Kohlenstoffdioxid wichtige Ausgangsmaterialien für Feinchemikalien machen – das funktioniert tatsächlich: Einem Forscherteam des Fraunhofer IGB ist es im Max-Planck-Kooperationsprojekt eBioCO2n erstmals gelungen, CO2 in einer auf dem Transfer von Elektronen basierenden Enzymkaskade zu fixieren und in einen festen Ausgangsstoff für die chemische Industrie umzuwandeln.

Reduktion von Treibhausgasen bei der Weinherstellung - 31.08.2021

Das REDWine-Projekt und der Klimawandel

Im EU-Projekt REDWine wird das bei der Weingärung entstehende CO2 aufgefangen und zur Produktion von Algen-Biomasse genutzt. Die Novis GmbH aus Tübingen liefert dafür das Komplettsystem zur CO2-Verwertung. Ziel des Projektes ist, den durch die Weinproduktion verursachten Anteil an der globalen Klimaerwärmung auf eine für die Hersteller wirtschaftliche Weise zu reduzieren.

CO2-Emissionen gelten als Verursacher des Treibhauseffekts und damit als maßgeblicher Treiber des Klimawandels. Gleichzeitig sind Kohlenstoff und organische Kohlenstoffverbindungen aber auch wichtige Rohstoffe für zahlreiche industrielle Anwendungen und Produkte.

Broschüre unter Federführung der BIOPRO - 28.07.2021

Roadmap für Biointelligenz – Ein Zukunftskonzept für Unternehmen Broschüre unter Federführung der BIOPRO erschienen

Wie kann eine Strategie zur Umsetzung des Konzeptes Biointelligenz aussehen? Welche Synergien und Chancen ergeben sich aus diesem Konzept? Was muss beachtet werden? Unter der Federführung der BIOPRO Baden-Württemberg und in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer ISI entstand hierzu die Broschüre “Potenzialanalyse und Roadmapping Biointelligenz für Baden-Württemberg”.

Zuckerhirse lässt sich zur Herstellung von Biogas, Biokraftstoffen und neuen Polymeren nutzen. Zudem kann sie dazu beitragen, Phosphatdünger zu ersetzen. Eine am Karlsruher Institut für Technologie entwickelte neue Zuckerhirsesorte akkumuliert besonders viel Zucker und gedeiht unter heimischen Bedingungen. Wie die Forschenden berichten, hängen der Zuckertransport und die Zuckerakkumulation mit dem Bau der Leitungsbahnen der Pflanzen zusammen.

Mit klimapositivem Wasserstoff können Unternehmen ihre CO2-Emissionen verringern und dabei zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen.

Klimaneutral und schnell abbaubar: Mikrobiologen der Universität Tübingen ermöglichen Produktion von klimafreundlichem Bioplastik.

Biokunststoffe - 03.05.2018

LIGNOSIT – Dem Lignin einen Wert geben

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 - 30.05.2016

Ein künstliches Blatt zur Spaltung von Wasser

Mit chemischen Modellsystemen werden die Prozesse der pflanzlichen Fotosynthese erforscht – mit dem Ziel, das Sonnenlicht als Quelle für den Energiebedarf der Zukunft zu erschließen. Jetzt haben Ulmer Wissenschaftler ein „künstliches Blatt“ auf der Basis eines Manganvanadiumoxid-Katalysators entwickelt. Damit können sie eine entscheidende Reaktion der Fotosynthese, die fotokatalytische Oxidation von Wasser zu molekularem Sauerstoff,…

Energiewende - 28.09.2015

Biogas aus einzelligen Grünalgen

Mikroalgen verheißen saubere, CO2-neutrale Energie und gelten als zukunftsträchtige Ressource: Schon heute lassen sich Biogas, Biodiesel, Bioethanol und Biokerosin aus ihnen gewinnen. Bislang gelten die Methoden allerdings als energieaufwendig und kostenintensiv. Dr. Nikolaos Boukis vom KIT arbeitet an einem ausgefeilten, thermochemischen Verfahren mit einer vielversprechenden Energiebilanz.

Fachbeitrag - 01.06.2015

Multitalente Cyanobakterien: Vom Biosprit zum Klimaretter

Prof. Dr. Annegret Wilde und Prof. Dr. Wolfgang Hess vom Institut für Biologie III an der Universität Freiburg erfreuen sich schon länger an der Vielseitigkeit der Cyanobakterien. Die Wissenschaftler forschen in dem Verbundprojekt "Cyanosys - Systems biology of cyanobacterial biofuel production". Dieses zielt darauf ab, mithilfe der Cyanobakterien in großen Mengen Biokraftstoffe aus Sonnenlicht und Kohlendioxid herzustellen.

Fachbeitrag - 13.04.2015

Ioanna Hariskos: Biogene Kalkbildung als Muster für die Industrie

Die Mikroalge Emiliania huxleyi ist einer der wichtigsten Kalkproduzenten der Weltmeere. Sie bildet mikroskopisch kleine Kalkplättchen. Dieser biogene Calcit unterscheidet sich von fossilem Kalk vor allem durch seine filigrane dreidimensionale Struktur. Ioanna Hariskos und weitere Wissenschaftler am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) produzieren die biogenen hochkomplexen Kalkpartikel und untersuchen ihre Biomineralisation. Wegen ihrer…

Fachbeitrag - 03.03.2014

„Zum Verheizen zu kostbar“ - Möglichkeiten der Bioenergie

Eine 2012 veröffentlichte Studie der Leopoldina wies auf Grenzen der Bioenergie hin und wurde darum häufig als „Abrechnung“ mit der Bioenergie interpretiert. Der Mikrobiologe Prof. Dr. Bernhard Schink von der Universität Konstanz ist Mitglied der Leopoldina und war als Koordinator entscheidend an der Studie beteiligt. Entgegen der vorschnellen Interpretation befürwortet er die Nutzung der Bioenergie. Doch sieht er teilweise auch sinnvollere…

Fachbeitrag - 10.06.2013

Trickreich abgesichert durch Gift und Gegengift

Sie sind die älteste bekannte Lebensform, denn es gibt sie seit etwa drei Milliarden Jahren auf unserem Planeten: Cyanobakterien. Sie sind demnach recht ursprüngliche Organismen und wahrscheinlich ziemlich primitiv – oder etwa nicht? Die Freiburger Wissenschaftler Stefan Kopfmann und Prof. Dr. Wolfgang Hess vom Institut für Biologie III haben herausgefunden, dass die im Volksmund auch als Blaualgen bezeichneten Bakterien einen äußerst geschickten…