Kohlenwasserstoffe aus Biomasse

Das Potenzial liegt vor allem in der Fähigkeit der Mikroorganismen Kohlenwasserstoffe auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen zu produzieren. Somit sind die resultierenden Kraftstoffe CO₂-neutraler. Außerdem bieten entsprechende Prozesse der deutschen Landwirtschaft ein neues Produktpotenzial. Landwirte können z.B. anfallende Pflanzenreste zu neuen Produkten wie Kohlenwasserstoffen umwandeln.

Wir benutzten zum einen das gram-positive Bakterium Bacillus subtilis für unseren sogenannten bottom-up-Ansatz sowie die oleogene Hefe Yarrowia lipolytica für einen top-down-Ansatz. Auswahlkriterium für beide Organismen war, dass sie als absolut sicher gelten. B. subtilis kommt überall in unserer Umwelt und auch in unserem Darm als wichtiger Besiedler vor. Gleiches gilt für Y. lipolytica, welche unter anderem auf Käse und in Marzipan gefunden werden kann. B. subtilis nutzen wir, um Kohlenwasserstoff-Moleküle von Grund aufzubauen, während wir bei Y. lipolytica die von der Hefe angelegten Speicher, die sogenannten Ölkörper, zu Kohlenwasserstoffen abbauen.

Das Prinzip besteht darin, von diversen zellulären Metaboliten zum einen enzymkatalytisch und zum anderen per chemischer Katalyse ungewollte Gruppen abzuspalten und diese folglich zu Molekülen umzuwandeln, die nur Kohlen- und Wasserstoff enthalten.

Aktuell arbeiten wir sowohl an der weiteren Steigerung der durch Y. lipolytica gebildeten Ölkörper als auch am Feintuning der beteiligten Enzyme. Zudem beschäftigen wir uns mit dem Scale-up des chemisch-katalytischen Prozesses.

Die von uns entwickelten Verfahren werden nur ein Puzzlestück für eine erneuerbare Kraftstoffproduktion darstellen können. Wir zielen vor allem auf Kerosin- und Diesel-Ersatz, da es schwieriger ist LKWs und Flugzeuge allein mit Batterien anzutreiben. Außerdem sollen unsere Kraftstoffe emissionsarm sein. Das größte Potenzial hat jedoch jeder Einzelne von uns, indem wir ökonomischer mit unseren Ressourcen umgehen. Denn ein „Weiter-so“ in Bezug auf unseren Kraftstoffverbrauch können wir mit den besten mikrobiellen Zellfabriken nicht decken.

Interview: Beatrix Boldt