Eine Wertschöpfungskette in der Bioökonomie umfasst zum Beispiel den Landwirt, der den nachwachsenden Rohstoff erzeugt, ein Unternehmen, das diesen Rohstoff verarbeitet und ein Produkt erzeugt, und einen Käufer, der von der Ware überzeugt sein muss. Um eine biobasierte Wirtschaft als festen Bestandteil einer nachhaltigen Industriegesellschaft zu etablieren, ist ein umfassender gesellschaftlicher Wandel notwendig. „Bislang wurden etliche bioökonomische Wertschöpfungsketten grundlegend analysiert, dennoch ist viel mehr möglich, als bislang gemacht wird“, sagt Simon Glöser-Chahoud vom Karlsruher Institut für Technologie.
Wo liegen Risiken und Hemmnisse?
Daher untersucht der Wirtschaftsingenieur im Forschungsprojekt CoBiVal die Möglichkeiten, neue biobasierte Wertschöpfungsketten zu entwickeln und bereits bestehende Wertschöpfungsketten zu optimieren. Mit welchen Maßnahmen, Konzepten und Geschäftsmodellen lassen sich die Akteurinnen und Akteure zur Partizipation an Wertschöpfungsketten motivieren? Dabei richtet er, anders als bisher üblich, den Blick nicht nur auf eine Wertschöpfungskette als Ganzes, sondern auf die einzelnen Kettenglieder. Denn die Transformation der industriellen Produktion hin zu mehr Nachhaltigkeit könne nur funktionieren, wenn die Einzelnen gleichermaßen profitieren und Risiken wie auch Gewinne fair verteilt werden.
Was muss passieren, damit einzelne Akteure zusammenarbeiten? Glöser-Chaoud führt aus: „In den Wertschöpfungsketten sollen Akteure zusammenkommen, die bislang nicht viel miteinander zu tun hatten.“ Zum Beispiel arbeiten dann Landwirte, Forstwirte oder Kommunen Hand in Hand mit der verarbeitenden Industrie. Damit sind sie in der Rolle von Zulieferern etwa für die Automobil-, Textil- oder Chemieindustrie. „Wie können wir Kooperationen entlang von Wertschöpfungsketten entwickeln?“, lautet eine der zentralen Fragen des Projektes CoBiVal. Die Abkürzung steht für Cooperation and Competition in Bioeconomy Value Chains.
Interviews und Fragebögen liefern Daten
Das Bundesforschungsministerium fördert das Projekt unter dem Dach der Fördermaßnahme „Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel“. Über die Dauer von drei Jahren, bis Mitte 2022, stellt es eine Fördersumme von 333.000 Euro zur Verfügung.
Doktorand Raphael Heck, ebenfalls Wirtschaftsingenieur, will für das Projekt „ganz vorne beginnen, auf dem Acker, dann kommen die verarbeitenden Betriebe und hinten raus geht es bis zum Marketing“. Als ersten Schritt ermittelt er, welche Flächen zur Verfügung stehen könnten. Unter welchen Bedingungen würden Besitzerinnen und Besitzer Grünland, Wald oder etwa verbuschte Flächen für bioökonomische Nutzungskonzepte zur Verfügung stellen oder selbst bewirtschaften?
Antworten liefern systematische empirische Untersuchungen durch Datenerhebungen über Interviews und Fragebögen. Damit erfragt der Wissenschaftler Anreize und Hemmnisse und identifiziert regionale Besonderheiten. In Baden-Württemberg sind zum Beispiel aufgrund der alten Erbteilung viele Grundstücke, die kleiner als zwei Hektar sind, in Privatbesitz. In den östlichen Bundesländern sind dagegen die Anbauflächen meist sehr groß. Die regionalen Unterschiede stellen eine besondere Herausforderung für die Entwicklung neuer Kooperationen und Geschäftsmodelle dar, mit denen man innovative Verwertungspfade etablieren möchte.
Methoden zur Bewertung von Wertschöpfungsketten
In weiteren Schritten dienen die erhobenen Daten einer quantitativen Modellierung unterschiedlicher Wertschöpfungsketten. Schließlich möchte Glöser-Chahoud „als Wirtschaftsingenieur Methoden zur Bewertung von Prozessketten entwickeln“. Dies ist das ambitionierte, übergeordnete Ziel des Projektes CoBiVal. Für den Leiter der Forschungsgruppe „Nachhaltige Wertschöpfungsketten“ am Karlsruher Institut für Technologie wäre eine allgemeine Methodik, wie man die Sicht einzelner Akteure einbinden kann, auch ein bedeutendes Instrument für die Kreislaufwirtschaft insgesamt. So soll etwa mit Hilfe computergestützter Simulationen die Wirkungsweise verschiedener Anreize und Rahmenbedingungen auf das Verhalten einzelner Akteure untersucht werden.
Die erste Wertschöpfungskette, die Doktorand Heck unter die Lupe nimmt, umfasst Miscanthus, das Chinaschilf. Das widerstandsfähige, schnellwüchsige Gewächs benötigt vergleichsweise wenig Dünger und liefert bei geringen Anbaukosten große Mengen Biomasse. Hier fragt das Projekt exemplarisch ab, was einen Landwirt von einem Anbau abhalten könnte. So weiß Glöser-Chahoud etwa, dass die Miscanthus-Ernte mit einem hohen Maschinenverschleiß einhergeht. Genossenschaften könnten hier Abhilfe schaffen, da sich Investitionskosten auf mehreren Schultern verteilen. In ihnen sieht der Wirtschaftsingenieur auch eine Möglichkeit, dass die einzelnen Zahnräder besser ineinandergreifen: „Genossenschaften genießen hohes Vertrauen." Sie könnten die Interessen von Akteursgruppen gebündelt vertreten, mit Industriepartnern verhandeln und dadurch ein weiteres Hemmnis beseitigen. Die Produzentinnen und Produzenten von nachwachsenden Rohstoffen fürchten unter anderem langfristige Abhängigkeiten von den Käufern der Ware.
Bioplastik aus Chinaschilf
Chinaschilf kann Energie liefern, aber auch Rohstoff für weitere Industrieprodukte sein. Ein spannendes Forschungsfeld und wichtiges Element einer bioökonomischen Wertschöpfungskette sind Bioraffinerien, mit deren Hilfe die möglichst vollständige stoffliche Verwertung von Biomasse angestrebt wird. Chinaschilf enthält vor allem Lignocellulose, deren Nutzung derzeit die nahegelegene Universität Hohenheim intensiv erforscht. Dort entstand ein Bioraffinerie-Technikum, das erstmals in einem kontinuierlichen Prozess aus Chinaschilf ein Ausgangsprodukt für Biokunststoffe herstellen wird.
Neben Chinaschilf sind für den Doktoranden Heck „viele weitere Anbau-Szenarien denkbar“. Das Projekt CoBiVal erforscht dafür, welche Wertschöpfungsketten Potenzial bieten. Sein Wunsch ist, dass im Sinne der Artenvielfalt eine „standortspezifische, mosaikartige Bewirtschaftung entsteht, die kleinteilig Wälder, Äcker oder verbuschtes Land einschließt“.
Für den Projektleiter Glöser-Chahoud ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse und eine übergreifende Methodik der Schlüssel, um Maßnahmen, Konzepte und Geschäftsmodelle zu identifizieren und zu bewerten, mit denen man Akteure zur Partizipation motivieren kann. So bekommt der Technologietransfer weiteren Anschub und mehr biobasierte Produkte, Prozesse und Wertschöpfungsketten finden ihren Weg in die Praxis.
Autorin: Ulrike Roll
