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Quelle: JK Krüsemann, Charité Universitätsmedizin Berlin / generativ erweitert durch Redaktion Bioökonomie.de
Biogene Reststoffe, Kunststoffabfälle oder Industrieabgase unterscheiden sich stark in ihrer Zusammensetzung. Ein internationales Forschungsteam schlägt vor, solche Kohlenstoffströme über ein gemeinsames Zwischenprodukt zusammenzuführen: Synthesegas. In einer Perspective in Nature Communications beschreiben die Autoren, wie das Gemisch aus Kohlenmonoxid, Wasserstoff und Kohlendioxid als Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Rohstoffen und Produktionsprozessen dienen könnte.
Ein Zwischenprodukt für viele Rohstoffe
Synthesegas lässt sich durch Vergasung kohlenstoffhaltiger Materialien erzeugen. Dafür kommen land- und forstwirtschaftliche Reststoffe, Klärschlamm oder organische Bestandteile von Siedlungsabfällen infrage. Auch schwer recycelbare Kunststoffe und Industrieabgase können als Quellen dienen. Kohlendioxid lässt sich ebenfalls in Synthesegas überführen. Nach Reinigung und Anpassung der Gaszusammensetzung entsteht aus unterschiedlichen Ausgangsstoffen ein vergleichsweise einheitlicher Rohstoff.
Darin sehen die Autoren den entscheidenden Vorteil: Nachgelagerte chemische oder biotechnologische Prozesse müssten nicht für jeden Reststoff neu angepasst werden. Etablierte Verfahren können Synthesegas etwa zu Methanol oder flüssigen Kohlenwasserstoffen umsetzen. Daneben eröffnet die Gasfermentation einen biologischen Weg. Mikroorganismen wie acetogene Bakterien verwerten Kohlenmonoxid und Kohlendioxid und bilden daraus unter anderem Ethanol oder Acetat.
Chemie und Biotechnologie kombinieren
Interessant sind auch mehrstufige Verfahren. Synthesegas kann zunächst chemisch oder mikrobiell in Zwischenprodukte wie Methanol, Acetat oder Ethanol umgewandelt werden. Andere Mikroorganismen könnten daraus anschließend komplexere Chemikalien, Materialien sowie Produkte für Lebens- und Futtermittel herstellen. So lassen sich chemische und biologische Produktionsschritte modular verbinden.
Als Universallösung verstehen die Autoren Synthesegas dennoch nicht. Feuchte biogene Reststoffe eignen sich häufig besser für die Biogasgewinnung durch anaerobe Vergärung, während Kohlendioxid in manchen Prozessen direkt genutzt werden kann. Für eine breite Anwendung braucht es belastbare Vergleiche zu Kosten und Umweltwirkungen sowie Fortschritte bei Katalysatoren und Bioreaktoren. Als gemeinsame Schnittstelle könnte Synthesegas dennoch helfen, unterschiedliche Kohlenstoffströme für eine zirkuläre Produktion nutzbar zu machen.
ag
