Japan fördert seit fast zwei Jahrzehnten Aspekte der Bioökonomie durch politische Maßnahmen. Sowohl in den Anfängen als auch heute ist diese dabei in ganzheitlichere Betrachtungen eingebunden. Bei der Biomass Nippon Strategy aus dem Jahr 2002, in deren Fokus die Erzeugung und industrielle Nutzung von Biomasse stand, war dies beispielsweise die wirtschaftliche Belebung des ländlichen Raumes. Aktuell in der 2019 verabschiedeten Bioökonomiestrategie reichen die Themen von der Kreislaufwirtschaft bis hin zu sozialpolitischen Aufgabenstellungen. Aber auch der Klimaschutz findet sich damals wie heute als zentrales Ziel.

Biomasse-Strategie seit 2006

Bereits 2006 wurde die Biomass Nippon Strategy überarbeitet, um zusätzlich zur Biomasse die Bioenergie explizit in den Blick zu nehmen. 2009 ergänzte Japan die Biomasse-Strategie um den „Basic Act for the Promotion of Biomass Utilization“ und initiierte den Rat für Nationale Biomasse-Politik. Den nächsten Schritt bildete 2010 der „National Plan for the Promotion of Biomass Utilization“. Er schrieb eine Reihe quantitativer Ziele auf kommunaler und nationaler Ebene fest, darunter erstmals auch feste Quoten für Biokraftstoffe. Dabei betrachtet der Plan die komplette Wertschöpfungskette von der Reststoffverwertung bis zur Bioraffinerie.

Einen Einschnitt in der öffentlichen Wahrnehmung der Energieversorgung bedeutete 2011 die Reaktorkatastrophe in Fukushima. In deren Folge entstand 2012 die „Biomass Industrialization Strategy“, mit der das Land eine dezentrale und autonome Energieerzeugung anstrebt. Neben den bereits früher thematisierten Biokraftstoffen und den Bioraffinerien liegt erstmals ein weiterer Fokus auf der Nutzung von Mikroalgen. 2014 setzt der „Strategic Energy Plan“ das Ziel von 24% erneuerbaren Energien in der Energieversorgung des Jahres 2030, von denen fünf Prozentpunkte aus Bioenergie beigesteuert werden sollen. Die inzwischen fünfte Fassung des „Strategic Energy Plan“ aus dem Jahr 2018 hat das Ziel auf 44% erneuerbare Energien im Jahr 2030 erhöht. Damit einhergehen soll eine nationale Energie-Autarkie von 24% (Stand 2016: 8%), die vor allem durch erneuerbare Energien und das Wiederhochfahren der Kernkraftwerke erreicht werden soll. Biokraftstoffe werden weiterhin vor allem als Importprodukte berücksichtigt. Die Szenarien wurden zudem bis 2050 weiterentwickelt, ohne darin jedoch quantitative Detailziele über die vollständige Dekarbonisierung hinaus festzuschreiben.

Bioökonomie-Strategie

Eine explizite Bioökonomiestrategie hat Japan schließlich im Jahr 2019 formuliert (PDF auf Japanisch zum Download). Sie verbindet die Bioökonomie eng mit ökologischen, klimapolitischen, sozialen sowie gesundheitlichen Zielen und beschreibt eine kreislaufbasierte Bioökonomie als Grundlage eines nachhaltigen und gesunden Lebenssystems. Die Wertschätzung der Umwelt und eine naturnahe Lebensweise seien in Japan kulturell tief verankert, heißt es darin zur Begründung.

Da Japan geografisch bedingt über begrenzte landwirtschaftliche Biomasse-Ressourcen verfügt, setzt die Bioökonomie-Strategie besonders auf biotechnologische Entwicklungen, oft in Verbindung mit Künstlicher Intelligenz oder technologischen Anwendungen – von der Pflanzenzüchtung bis zur Regenerativen Medizin. Dabei räumt das Strategiepapier ein, dass Japan in diesem Sektor nicht mehr Technologieführer sei und hier verstärkt investieren müsse. Stärken, die sich das Land auch bioökonomisch zunutze machen könne, seien dagegen die Mess- und Sensortechnik, die Bildanalysetechnik und die Robotik.

Übergeordnetes Ziel für Japan ist es laut Bioökonomie-Strategie, „bis 2030 die fortschrittlichste bioökonomische Gesellschaft der Welt zu verwirklichen“. Dazu gehören die nachhaltige Nutzung biogener Ressourcen und konsequentes Recycling, die internationale Vernetzung von Daten, Menschen und Ressourcen mit dem Ziel der offenen Innovation sowie die Verschmelzung von Biotechnologie und Digitaltechnik.

Für die Umsetzung definiert die Strategie fünf grundlegende Richtungen:

• die Schaffung neuer Märkte und die Eroberung von Überseemärkten
• den Aufbau einer großen Sammlung von Biodaten und der dazugehörigen Infrastruktur zu deren Nutzung
• Vernetzungen, um Investitionen aus dem In- und Ausland anzulocken
• die Harmonisierung von Handelspolitik sowie den Schutz geistigen Eigentums und genetischer Ressourcen
• die verstärkte Einbindung von Geistes- und Sozialwissenschaften sowie des öffentlichen Dialogs, um ethische, rechtliche und soziale Fragen zu klären

In der Bioökonomie-Strategie wird kritisiert, dass bislang in Japan zu stark auf die Pflanzenzüchtung fokussiert wird und neue Anwendungsfelder erst spät in den Blick genommen wurden, beispielsweise im Bereich hochfunktionaler Materialien, moderner Diagnostik und Gesundheitsfürsorge.

Insbesondere die große genetische Vielfalt biotischer Ressourcen des Landes solle besser identifiziert und genutzt werden. Waldflächen und deren Nutzung sollen ebenso ausgeweitet werden wie der Anbau bioökonomisch interessanter Rohstoffe wie Zuckerrohr und Mais, verbunden mit der Entwicklung intelligenter landwirtschaftlicher Technologien und funktioneller Lebensmittel.

Die gesellschaftliche Akzeptanz von Produkten aus erneuerbaren Rohstoffen, aus Abwasser und Abfall soll erhöht werden und ein Kohlenstoff-Kreislauf entstehen, der Umweltprobleme überwindet. Als weiterer Zukunftsmarkt benennt die Strategie Umweltsanierungen. Darüber hinaus sollen strukturelle Veränderungen der Forschungslandschaft vorangetrieben werden, hin zu einer stärker zentralorganisierten Forschung, die national und international besser kooperiert.

Weitere politische Nachhaltigkeitsziele

Zusätzlich gab es im vergangenen Jahrzehnt eine Reihe von politischen Maßnahmen, die die Bioökonomie an wichtigen Punkten berührten: So sind Regierungsstellen seit 2012 durch den „Act on Promoting Green Purchasing“ angewiesen, umweltfreundliche Produkte zu kaufen. Umweltfreundliche oder biobasierte Produkte erkennen Verbraucher an Kennzeichnungen wie dem Ecoleaf, Green Pla oder BiomassPla. Die Einspeisung erneuerbarer Energien fördert die Regierung mit festgelegten Vergütungen.

Japan leistet sich eine Reihe von Instrumenten zur Investitionsförderung, darunter steuerliche Regelungen, aber auch direkte Zahlungen. Unterstützt werden beispielsweise Verwertungssysteme für Biomasse. Steuererleichterungen gelten für die Hersteller von Biokraftstoffen und für forschungsintensive Unternehmen. Der Ausstoß von Kohlendioxid wird seit 2012 besteuert.

Der Anbau gentechnisch veränderter Pflanzen ist in Japan grundsätzlich erlaubt und durch den „Act on the Conservation and Sustainable Use of Biological Diversity Through Regulations on the Use of Genetically Modified Organisms“ aus dem Jahr 2003 reguliert. Ein Anbau erfolgt aber mit Ausnahme von Zierblumen nicht, da die gesellschaftliche Akzeptanz fehlt. Dennoch sind in Japan mehr als 200 Lebensmittel und Lebensmittelzusätze zugelassen, die auf gentechnisch veränderten Organismen basieren. Japan zählt zu den weltweit größten Importeuren gentechnisch veränderter Nahrungs- und Futtermittel.

Politische Akteure

Politisch maßgeblich sind im Bereich Bioökonomie vor allem das Wirtschaftsministerium, das Landwirtschaftsministerium und das Wissenschaftsministerium, aber auch die Ministerien fürs Innere, für Transport und für Umwelt. Einer der wichtigsten Fördermittelgeber in Japan ist die halbstaatliche Japan Science and Technology Agency (JST). Sie liefert der Regierung auch Vorlagen für neue Forschungsschwerpunkte und ist mitverantwortlich dafür, von der Regierung gesetzte Ziele zu erreichen. Hierfür unterstützt die Agentur neben der Grundlagenforschung (internationale) Kooperationen von Industrie und Wissenschaft sowie Aktivitäten, um Patentierungen und Technologietransfer von Hochschulen in den Markt zu befördern.

Japans Wirtschaft ist hochindustrialisiert und das Land galt lange als eine der global führenden Exportnationen. Noch 2016 betrug der Exportüberschuss 38 Mrd. US-Dollar, 2017 jedoch nur noch 26,6 Mrd. US-Dollar und 2018 schließlich stand unter dem Strich ein Importüberschuss von 10 Mrd. US-Dollar. Den Export prägten der Automobil-Sektor, Maschinen, chemische Erzeugnisse und Elektrotechnik. Nach Elektronikgütern waren Erdöl, chemische Erzeugnisse und Nahrungsmittel die wichtigsten Importprodukte. Insofern versteht Japan die Bioökonomie vor allem als biobasierte Hightech-Industrie. Industrie und Bergbau trugen 2017 22,7% zum Bruttoinlandsprodukt bei, Land-, Forst- und Fischwirtschaft lediglich 1,1%.

Biotechnologie

Japan hatte schon früh eine starke Biotech-Industrie. Das ist messbar auch in Biotech- und Pharma-Patenten, bei denen Japan in Asien die Nummer eins ist, und an der Menge der Start-ups. Nach dem Höhepunkt im Jahr 2013 folgte mit den Jahren jedoch ein Abstieg der Branche. Trotzdem gibt es noch immer international bedeutsame Unternehmen. Als weltweit drittgrößter Markt für Pharmazeutika verfügt Japan über forschungsstarke Firmen in diesem Sektor. Eng verknüpft damit ist eine gut aufgestellte Bioinformatik. Dem Branchenverband Japan Bioindustry Association sind etwa 85 Unternehmen angeschlossen.

Japans größter reiner Biotech-Konzern ist PeptiDream, der auf die namensgebende Herstellung von Peptiden und Technologieplattformen zu deren Erforschung spezialisiert ist. 2018 hatte das Unternehmen mit rund 120 Mitarbeitenden einen Wert von 7 Mrd. US-Dollar. Ein Pharma-Riese mit Schwerpunkt in der medizinischen Biotechnologie ist Kyowa Kirin. Das im Nikkei 225 gelistete Unternehmen gehört zu den nach Umsatz 40 größten des Sektors weltweit und hatte Ende 2017 rund 7.500 Mitarbeitende. Das Sortiment umfasst monoklonale Antikörper, Krebsmedikamente, aber auch Aminosäuren, Vitamine und Peptide. Ono Pharmaceutical ist ein weiterer großer Player im Pharma-Sektor. Bekannt ist das Unternehmen für das Krebsmedikament Opdivo. Mit rund 3.500 Mitarbeitenden erzielte die Firma 2017 einen Umsatz von 2,4 Mrd. US-Dollar. Breit aufgestellt ist das internationale Chemieunternehmen Rakuto Kasei, das in Japan beheimatet ist. Den Schwerpunkt der biotechnologischen Produkte bilden Enzyme für Industrieprozesse. Enzyme unter anderem für die Lebensmittelbranche produziert der Mittelständler Amano Enzyme. Und die 1982 gegründeten Immuno-Biological Laboratories setzen auf gentechnisch veränderte Seidenraupen. Mit diesen stellt das Unternehmen Proteine her, die zu diagnostischen oder kosmetischen Produkten weiterverarbeitet werden.

Biochemikalien und Biokraftstoffe

In Japan gibt es von unterschiedlichen Seiten Bestrebungen, Anlagen zur Herstellung von Biosprit aufzubauen. Bis zu den nun pandemiebedingt verschobenen Olympischen Spielen im Jahr 2020 wollten etwa die Fluggesellschaften Japan Airlines (JAL) und All Nippon Airways (ANA) Produktionsanlagen in Betrieb nehmen, in denen Flugbenzin aus Abfällen beziehungsweise Algen gewonnen wird. Beteiligt an dieser 2014 gestarteten Initiative sind neben der US-Firma Boeing die japanische Regierung und die Universität Tokio. Der Getränkehersteller Ehime Beverage eröffnete seine Pilotanlage bereits 2010. Hier werden Abfälle aus der Fruchtsaftproduktion in Bioethanol umgewandelt.

Auf die Nutzung von Zuckern aus Biomasse hat sich Biomaterial in Tokyo (bits) spezialisiert. Neben diversen Chemikalien arbeitet das Unternehmen auch an Biokraftstoffen auf Algenbasis. Beim Green Earth Institute reicht das Produktspektrum von grünen Chemikalien auf Basis von Lignocellulose bis hin zu Biokraftstoffen für Flugzeuge. Nippon Biodiesel Fuel setzt auf Biodiesel aus pflanzlichen Ölen. Das Unternehmen konzentriert sich hierbei auf Palmöl und Öl aus den Nüssen des Jatropha-Strauchs. Vornehmlich aus gebrauchten Haushaltsölen stellt Revo International in seiner Anlage in Kyoto Biodiesel her. Der Kfz-Zulieferer Denso produziert Biokraftstoffe auf Algenbasis. Einige Regionalregierungen engagieren sich in kleinen Produktionsinitiativen. Selbst der Erdölkonzern Idemitsu Kosan produziert grüne Chemikalien und Biokraftstoffe.

Biokunststoffe

Japan hat früh auf Biokunststoffe gesetzt. So besaß der Automobilhersteller Toyota bereits 1998 eine Bioplastik-Einheit. Das Unternehmen produziert selbst biobasierte Polymilchsäure und verkündete schon 2008, 60% des Autointerieurs damit ausstatten zu wollen. Als Konzern entwickelt Toyota auch Biokraftstoffe der zweiten Generation. Mitsubishi Chemical stellt unter anderem biobasierte Bedienfelder für Fahrzeuge des Konzerns Suzuki und Mobiltelefon-Gehäuse für Sharp her. Auch Fujitsu, NEC und Sony setzen seit Jahren auf Biokunststoffe im Bereich Mobiltelefone und Computerteile. Der Getränkekonzern Suntory Holdings verwendet Flaschen, die teilweise oder vollständig aus biobasiertem Material bestehen. Weitere Hersteller von biobasierten Kunststoffen sind Mitsubishi Rayon, Teijin, Mitsui Chemicals und die Spezialchemiekonzerne Itoh Oil Chemicals und Kuraray.

Agrarsektor, Fischerei und Forstwirtschaft

Japan importiert Lebens- und Futtermittel in großer Menge. Doch wo die geografischen Bedingungen es erlauben, produzieren auch einheimische Unternehmen. In Krisenzeiten haben sogar eine Reihe branchenfremder Firmen das Potenzial der eher stabilen Branche für sich entdeckt. So engagiert sich der Landmaschinenhersteller Kubota seit einigen Jahren im Bereich der Nahrungsmittelverarbeitung und will landesweit auf großen Flächen Reis und Gemüse anbauen. Aeon Agri Create, Tochterfirma der größten japanischen Einzelhandelsgesellschaft Aeon Group, ist inzwischen einer der größten heimischen Gemüseproduzenten. Sie wird durch moderne IT-Anwendungen von Fujitsu unterstützt. Sogar Elektronikhersteller wie Toshiba oder Panasonic haben alte Werkshallen für die Gemüseproduktion umgebaut. Omikenshi, Textilfirma und einer der großen Viskoseproduzenten im Land, hat seine Aktivitäten auf den Markt für Funktions- und Gesundheitsnahrung erweitert. Die Firma stellt unter anderem Nudeln aus Baumwurzeln her.

Die aus dem RIKEN-Institut ausgegründete Inplanta Innovations konzentriert sich auf die Pflanzenzüchtung und versteht sich vor allem als Forschungsdienstleister. Darüber hinaus ist die Grüne Biotechnologie in Japan eher durch Importe als durch eine eigene Industrie geprägt. Eine Ausnahme sind gentechnisch veränderte Zierblumen von Suntory. Vor allem für die regionale Wirtschaft ist die Fischerei mit einem Ertrag von 3,8 Millionen Tonnen in 2017 von Bedeutung. Der Anteil aus Aquakulturen ist mit 0,6 Millionen Tonnen klein und weitgehend konstant. Wirtschaftlich relevant sind zudem die Ernten von Seetang (0,4 Mio. Tonnen) und Muscheln. Trotzdem ist Japan nach den USA der zweitgrößte Fischimporteur der Welt, da die nationale Produktion nur etwa zwei Drittel des Bedarfs deckt.

Zwei Drittel von Japans Landfläche sind bewaldet. Etwa zehn dieser 25 Millionen Hektar sind Forstwälder, von denen die Hälfte erntereif ist. Die heimische Holznachfrage ist mit 78 Millionen Kubikmetern niedriger als die jährlich nachwachsende Menge; allerdings bleibt die Ernte mit 27 Millionen Kubikmetern weit hinter dem Bedarf zurück. Für die Stromerzeugung gewann nach dem vorübergehenden Aus aller Kernkraftwerke der Holzpellet-Markt an Bedeutung. Die Energiekonzerne Sumitomo und Showa Shell Sekiyu nutzen seitdem Holz in mehreren großen Kraftwerken. Ein wichtiges weiteres Forstprodukt sind Pilze, deren Produktion sich 2016 auf rund 450.000 Tonnen summierte.

Die Ausgaben für Forschung und Entwicklung betrugen in Japan 2017 3,2% des Bruttoinlandsprodukts. Traditionell haben Bildung und Wissenschaft einen hohen Stellenwert. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts sind rund 775 Universitäten entstanden, die meist enge Kontakte zur Industrie pflegen. National organisierte Forschungsorganisationen wie in Deutschland gibt es nicht. Allerdings strebt die Regierung an, zentrale Strukturen in der Forschung zu schaffen, um sowohl die nationale als auch die internationale Vernetzung zu verbessern.

Universitäre Forschung

Universitäten wie die von Tokio, Kobe, Kyoto oder Osaka spielen für die Bioökonomie eine große Rolle, obwohl praktisch kein universitäres Forschungszentrum in Japan explizit der Bioökonomie gewidmet ist. An der Universität Tokio dreht sich in der Landwirtschaftlichen Fakultät dennoch alles um Themen der Bioökonomie: Hier forschen zahlreiche Gruppen zu Pflanzen- und Tierzucht, Lebensmitteln, Land- und Forstwirtschaft, Meeresbiologie und Ökosystemen. Andere Fakultäten beschäftigen sich mit Biotreibstoffen und biobasierten Materialien sowie mit der Pharma-Forschung.

Die Nutzung von Meeresressourcen ist der Forschungsschwerpunkt an der Tokyo University of Marine Science and Technology, die gemeinsam mit der National Fishery University im Bereich Fischereiforschung in Japan führend ist. An der Universität Kobe ist es Wissenschaftlern gelungen, Biokraftstoff aus Krabbenschalen herzustellen. Ebenfalls auf Biokraftstoffe zielt die gemeinsam mit dem Mischkonzern IHI Corporation betriebene Zucht von Süßwasseralgen ab. Neben den aquatischen Ressourcen der Bioökonomie stehen aber auch die terrestrischen im Zentrum der Forschungen, denn neben der Fakultät für Meereswissenschaften gibt es auch eine Fakultät für Landwirtschaft. Zudem ist die Landwirtschaft in Japan das Arbeitsgebiet von einer Reihe entsprechend spezialisierter Fachhochschulen.

Generell sind die Verwertung von Biomasse sowie die damit verbundenen Verfahren und benötigten Enzyme an vielen Universitäten Forschungsthema, darunter an den Universitäten Tohoku in Sendai und Hokkaido auf der gleichnamigen Nordinsel. Die Fakultät für Bioressourcen an der Universität Mie hat dabei einen Fokus auf die Verwertung von Reststoffen wie nicht für den Verkauf geeignete Mandarinen gelegt, untersucht aber ebenso das gesamte Spektrum von Landwirtschaft über Fischerei bis Forstwirtschaft unter Aspekten der Nachhaltigkeit. Weitere japanische Hochschulen mit relevanten Aktivitäten im Bioökonomie-Sektor sind die Universitäten von Hiroshima, Ibaraki, Kindai und Tottori.

Außeruniversitäre Forschung

Zwar gibt es keine nationalen Forschungsorganisationen in Japan, wohl aber herausragende außeruniversitäre Forschungseinrichtungen. Am renommierten RIKEN Forschungszentrum ist seit 2013 das Center for Sustainable Resource Science (CSRS) angesiedelt. Mit ihrer Arbeit wollen die Forscher der 40 Arbeitsgruppen zu einer nachhaltigen Gesellschaft in Bezug auf Ressourcen und Energie beitragen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf Biomaterialien. Im CSRS ging auch das vormalige RIKEN Plant Science Center auf, das zu den weltweiten Spitzeneinrichtungen in der Pflanzenforschung zählt. Die Umsetzung in der Landwirtschaft erforscht das Japan International Research Center for Agricultural Sciences (JIRCAS) mit seinen mehr als 200 Mitarbeitenden. Ernährungssicherung im Inland, aber auch in Entwicklungsländern zählt zu den Aufgaben. Lebensmittel und Landwirtschaft, darunter transgener Reis und ein Impfstoff gegen eine Pollenallergie, beschäftigen die Wissenschaftler der National Agriculture and Food Research Organisation (NARO), zu der seit 2016 auch das National Institute of Agricultural Sciences (NIAS) gehört.

Auf mehrere Zentren im Land verteilt gilt das Forestry and Forest Products Research Institute (FFPRI) als Spezialist für Forstwirtschaft. Zwei der Forschungsfelder sind biobasierte Chemikalien und Werkstoffe aus Holz. Für die Fischereiforschung hat in Japan die Fisheries Research Agency (FRA) mit ihren zehn über ganz Japan verteilten Standorten eine zentrale Bedeutung.

Zu den größten öffentlichen Forschungszentren im Land zählt auch das National Institute for Advanced Industrial, Science and Technology (AIST). Hier arbeiten die Forschenden unter anderem an Lösungen für eine biobasierte und umweltverträgliche Chemie und für Erneuerbare Energien. Dazu stehen den etwa 2.300 Wissenschaftlern ein Bioraffinerie-Forschungszentrum und Demonstrationsanlagen zur Verfügung. Erneuerbare Energien – auch aus Biomasse – definieren insbesondere das Aufgabenfeld der halbstaatlichen New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO). Die rund 800 Forscher suchen hier unter anderem nach Enzymen, mit denen Biokraftstoffe der zweiten Generation, also auf der Basis von nicht essbarer Biomasse, hergestellt werden können.

Forschungscluster

Infolge der Zentralisierungsbestrebungen der Regierung sind in den Biowissenschaften inzwischen rund 25 Cluster aus Forschung und Wirtschaft entstanden. Das größte Zentrum der Proteinforschung ist die PMK Initiative. Die Mitglieder dieses Netzwerks sind mehrheitlich in und um Osaka beheimatet. Dort liegt auch der Northern Osaka Biomedical Cluster, dessen Mitglieder sich auf Pharma-, Medizin- und weitere Life-Sciences-Forschung konzentrieren. Der Cluster wird derzeit ausgeweitet zur „Northern Osaka Health and Biomedical Innovation Town“. Der größte biomedizinische Cluster des Landes ist jedoch das 1998 gegründete Kobe Biomedical Innovation Center. Einen biotechnologischen Schwerpunkt hat der Hokkaido Bio Technology Industrial Cluster. Im gesundheitsfokussierten Sapporo Bio Cluster geht es auch um gesundheitsfördernde Lebensmittel, der Tsuruoka Metabolome Cluster konzentriert sich auf die namensgebende Metabolomforschung, und der Hakodate Marine Bio Industrial Cluster setzt auf marine Ressourcen.