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BLICKWINKEL

Rauch Schornstein

In Europa entstehen jährlich mehr als hundert Millionen Tonnen kohlenstoffreicher Bioabfall. Hinzu kommen beispielsweise die bei Industrieprozessen generierten kohlenstoffhaltigen Aschen von Müllverbrennungsanlagen oder Gärungsgase bei der Bioethanol-Herstellung. Die Innovationsallianz ZeroCarbonFootPrint (ZeroCarbFP) zielt auf die Umwandlung solcher Rest- und Abfallstoffströme in neue, industriell nutzbare Wertstoffe – und ist damit ein Paradebeispiel für die Ziele der Bioökonomie und der damit verbundenen Biologisierung von Industrien.

In unterschiedlichen Unterprogrammen identifizieren und entwickeln ZeroCarbFP-Allianzpartner Enzyme/Biokatalysatoren und Mikroorganismen für die Synthese von Wertstoffen für neuartige Industrieanwendungen. Die Palette möglicher Zielprodukte ist vielfältig. Dazu zählen Zusätze für die Herstellung von Hightech-Ölen und Fetten oder Biokunststoffe sowie Enteisungs- und Kühlmittel. Weiterhin wird die funktionale Biomasse für moderne Erzaufbearbeitungsprozesse genutzt. Letztlich geht es um die Etablierung intelligenter Stoffkreisläufe, durch die einmal in Wert gesetzte Industriebausteine nach ihrer Primärnutzung nicht entsorgt, sondern neu aufbereitet und damit langfristig in der Wertschöpfungskette gehalten werden. 

Ein weiterer Vorteil, der mit diesem Ansatz einhergeht: Der heute überwiegend aus fossilen Quellen stammende und industriell genutzte Kohlenstoff, zum Beispiel bei der Kunststoffherstellung, kann langfristig in Wertstoffen fixiert bleiben. Der gasförmige Eintritt in die Atmosphäre als CO2 wird dadurch verhindert. Die Idee zur Verwertung von CO2 wird auch als „Carbon Capture & Utilization“ (CCU) bezeichnet – im Gegensatz zum „Carbon Capture & Storage“ (CCS) wie der CO2-Verpressung im Erdreich, das sich mit Akzeptanzproblemen und unzureichender Speicherkapazität konfrontiert sieht. 

In Neben- und Abfallströmen wie Rauchgas, Klärschlämmen und Abwässern steckt massenhaft Kohlenstoff. Die von der BRAIN koordinierte Innovationsallianz ZeroCarbFP zielt auf neue Technologien, um diese Ressource in neue Industriebausteine zu verwandeln.

Im Rahmen des BMBF-Programms „Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie“ arbeiten derzeit sechs strategische Allianzen entlang unterschiedlicher Wertschöpfungsketten, um das Potenzial der industriellen Biotechnologie für den Klima- und Ressourcenschutz zu erschließen (s. Infobox). Die strategische Allianz ZeroCarbFP ist eine davon. Entscheidend bei allen Allianzen ist, dass neue, wettbewerbsfähige Produkte und nachhaltige Verfahren entwickelt werden, die es auf dem freien Markt mit etablierten Lösungen aufnehmen können. 

Um dort hinzukommen, durchläuft die Allianz ZeroCarbFP in der Regel drei jeweils dreijährige Phasen mit Zwischenevaluierungen bei den Übergängen: eine Forschungs-, eine Entwicklungs- und schließlich eine Pilotierungsphase. Die Förderung der Allianz ZeroCarbFP startete im Juli 2013. Nach der ersten dreijährigen Forschungsphase wurde ZeroCarbFP Anfang 2016 von einem durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung berufenen Gutachtergremium einer wissenschaftlichen sowie wirtschaftlichen Begutachtung unterzogen. Das Gremium empfahl die Überführung in die Entwicklungsphase. Diese startete im Oktober 2016 und wird planmäßig im September 2019 enden. Zuvor wird es eine erneute Evaluierung geben, um auf die Schlussgerade zu gehen: die Pilotierungsphase, bei der die entwickelten Bioverfahren bis vor die Markteinführung gebracht werden sollen. 

Aktuell umfasst die Allianz ZeroCarbFP elf Partner aus Industrie und Forschung, darunter neben der BRAIN AG auch die Südzucker AG, die Fuchs Schmierstoffe GmbH, Emery Oleochemicals GmbH und Bioeton Deutschland GmbH. Die BRAIN ist von Anfang an dabei und hat in der zweiten Förderphase die Rolle des ZeroCarbFP-Koordinators übernommen. Eingebettet ist diese Arbeit in den BRAIN-Unternehmensbereich „Producer Strain Development“, der von Dr. Guido Meurer, Mitglied der BRAIN-Geschäftsführung, geleitet wird. Er koordiniert die Allianz und hauseigene Forschungsarbeiten dafür gemeinsam mit Dr. Birgit Heinze und Dr. Jörg Mampel, beide Research Scientists & Project Manager bei BRAIN. Das spezifische Know-how der BRAIN für ZeroCarbFP kommt bei der Suche nach geeigneten Mikroorganismen und deren Optimierung für spezifische technische Anwendungen zum Tragen (siehe die weiteren Artikel in dieser BLICKWINKEL-Ausgabe).

Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie

Die „Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie“ wurde 2011 vom BMBF gestartet als erste Fördermaßnahme der „Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“. Ziel ist die Biologisierung von Industrien. Mithilfe von Innovationsallianzen wird der Strukturwandel hin zu einer biobasierten Industrie beschleunigt. Für die Teilnahme am ersten Bewerbungsverfahren aufgefordert waren Allianzen unter Federführung eines Unternehmens mit potenziell kommerziellem Interesse an den Forschungsresultaten. Es sollten gezielt auch Industriezweige zusammenfinden, die zuvor nicht kooperierten. Dadurch sollten Synergien geschaffen und technologische Lücken interdisziplinär und effizient geschlossen werden. Die ersten drei in die Förderung gekommenen strategischen Allianzen wurden auf der ACHEMA im Juni 2012 in Frankfurt vorgestellt. Hierzu zählten die ZeroCarbFP und die NatLifE 2020. Die BRAIN AG ist in beiden Innovationsallianzen als Koordinator aktiv.

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