Der Weg in die Zukunft

Roadmap Bioraffinerien zeigt Perspektiven in der Biotechnologie

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24.10.2012 Dass Erdöl und Erdgas endliche Ressourcen darstellen, wird für viele Industrien künftig von entscheidender Bedeutung sein. Doch Politik, Forschung und Industrie haben inzwischen erkannt, dass bereits heute die ersten Schritte gemacht werden müssen, um vorbereitet zu sein, wenn diese bisher unverzichtbaren Ressourcen zur Neige gehen. Die Roadmap Bioraffinerien gibt einen Weg vor, wie sich der Wandel hin zum Einsatz nachhaltiger Rohstoffe vollziehen lässt.

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Auf der Achema wurden in diesem Jahr viele Trends beleuchtet. An erster Stelle stand das Thema Effizienz. Dazu zählt auch der effiziente Umgang mit limitierten Ressourcen wie Öl und Gas, aber auch der effektive Einsatz von nachwachsenden Ressourcen im Prozess. Denn Experten wissen längst, dass die Zukunft diesen Rohstoffen gehört. Eine der zentralen Aussagen der auch der Achema 2012 vorgestellten Roadmap Bioraffinerien ist ebendiese Aussage.

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Strategiepapier gemeinsam mit 30 Fachleuten aus Wissenschaft und Wirtschaft erstellt. Unter Federführung vom Forschungs- und Landwirtschaftsministerium und mit enger Einbindung von Umwelt- und Wirtschaftsministerium ist die Roadmap entstanden. Sie stellt einen Teil des Aktionsplans der Bundesregierung, zur stofflichen Nutzung nachwachsender Rohstoffe, der 2009 beschlossen wurde.

„Bioraffinerien werden die zentralen Produktionsanlagen einer künftigen Bioökonomie sein“, erklärte Georg Schütte, Staatssekretär im BMBF im Rahmen der Vorstellung im Juni. Allerdings existieren zur Zeit nur wenige Versuchsanlagen geschweige denn Anlagen im industriellen Maßstab zur Bioraffination. Erste Tests in diesen Pilotanlagen, von denen sich bereits einige in Deutschland im Betrieb befinden, zeigen auf, wie sich pflanzliche Biomasse verarbeiten und in viele verschiedene Produkte umsetzen lässt. Sie sind Multifunktionsanlagen und benötigen anspruchsvolle technische Ausrüstung.

Für Bioraffinerien sind intelligente Lösungsansätze für die stoffliche Nutzung außerhalb des Energiesektors nötig, um Biomasse als vielfältige Rohstoffquelle für ein Spektrum an unterschiedlichen Zwischenprodukten und Produkten unter möglichst vollständiger Verwendung aller Rohstoffkomponenten zu nutzen. Als Verfahrenstechnik kommen vor allem Anlagenkomponentnen zur Vorbehandlung und Aufbereitung der Biomasse sowie zur Auftrennung der Biomassekomponenten und nachfolgenden Konversions- und Veredelungsschritten zum Einsatz.

Doch noch gibt es nicht für alle Produktionsschritte Raffinerien. „Damit Bioraffinerien die Pflanzen möglichst vollständig nutzen können, brauchen wir noch viel Forschung und Entwicklung. Nur so kann es gelingen, dass die Bioökonomie einen entscheidenden Beitrag zum Klimaschutz und zur Ressourceneffizienz leistet“, fasste Staatssekretär Schütte das Expertenpapier zusammen.

Bekannte Prozesse neu entwerfen

Ganzheitliche und nachhaltige Ansätze stehen im Fokus der Roadmap. Die gesamte Wertschöpfungskette von der Biomasseproduktion bis hin zum Endprodukt soll dabei Beachtung finden. Das Projektpapier zeigt den aktuellen Stand sowie den weiteren Entwicklungsbedarf der verschiedenen Bioraffinerie-Konzepte auf. Sie bezieht sowohl wirtschaftliche und ökologische, als auch soziale Belange mit ein. Besonderes Augenmerk legt sie auf die

  • Zucker-Bioraffinerie bzw. Stärke-Bioraffinerie,
  • Pflanzenöl-Bioraffinerie bzw. Algenlipid-Bioraffinerie,
  • Lignocellulose-Bioraffinerie bzw. Grüne Bioraffinerie-Konzepte
  • Synthesegas-Bioraffinerie und
  • Biogas-Bioraffinerie.

Anhand von konkreten Anlagenbeispielen beleuchtet die Roadmap diese Technologien detailliert und kommt zu dem Ergebnis, dass Bioraffinerien einen positiven Beitrag zum Klimaschutz, zur Wertschöpfung und zur Ressourceneffizienz liefern können. Allerdings ist es bis zur kommerziellen Verwertung der unterschiedlichen Bioraffineriekonzepte noch ein langer Weg, der von Forschungsarbeiten geprägt sein wird. Bis 2020 soll die Roadmap aktualisiert werden, um technische Entwicklungen und Erkenntnisse sowie weitere Maßnahmen für eine erfolgreiche Praxiseinführung zu beschleunigen.

Forschungsförderung als unerlässliches Treibmittel

Das BMBF will auf lange Sicht erreichen, dass neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Forschern und Industriepartnern entstehen. Nur so lässt sich der Strukturwandel hin zu einer biobasierten Industrie vorantreiben. Daher hat das BMBF die ‚Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie‘ ins Leben gerufen, innerhalb derer sich strategische Allianzen unter Federführung eines Wirtschaftsunternehmens bewerben sollen. Hier sollen sich vor allem solche Partner zusammenfinden, die bisher keine Zusammenarbeit in Betracht gezogen haben, da sie aus verschiedenen Industriezweigen stammen. Die Förderung der Kooperationen ist Teil der im Jahr 2010 vorgelegten ‚Nationalen Forschungsstrategie Bioökonomie 2030‘.

Erste Allianzen, die in diesem Rahmen bereits zu Stande gekommen sind, wurden ebenfalls auf der Achema vorgestellt. Sie haben vielversprechende Arbeitsansätze präsentiert und könnten den Weg für weitere Unternehmen und Forschungseinrichtungen vorgeben: In der Allianz ‚NatlifE‘ entwickelt die Allianz aus Firmen und Forschungseinrichtungen Inhaltsstoffe für Lebensmittel und Kosmetika aus natürlichen Quellen. Sie wird koordiniert von der Biotechnologie-Firma Brain AG aus dem hessischen Zwingenberg.

Das mittelständische Biotechnologie-Unternehmen Evocatal leitet die Allianz ‚Funktionalisierung von Polymeren‘. Ein weiteres Mitglied ist der Waschmittelhersteller Henkel. Er will in dem Projekt Reinigungsenzyme für Polymerfasern erarbeiten.

Ein weiteres Beispiel stellt die Allianz ‚Zero Carbon Footprint‘, bei dem der Energiekonzern RWE federführend mitwirkt. Bei dem Projekt arbeiten 21 Partner aus Forschung und Industrie aus ganz Deutschalnd zusammen, um kohlenstoffreiche Abfallströme wie Abwässer und Rauchgas aus Kohlekraftwerken biotechnologisch zu verwerten. Sie wollen dafür Mikroorganismen einsetzen, die das Kohlendioxid aus Abgasen beispielsweise in hochwertige Biokunststoffe umwandeln.

Heftausgabe: Oktober 2012
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Tina Walsweer, Redaktion

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