Aktuelle Veranstaltungen

Perfekter Kreislauf

Eine mögliche Alternative präsentierte ein junges schwäbisches Unternehmen mit dem Bee-Paper. Das grünlich-gelbliche, feste Papier besteht ausschließlich aus den nachwachsenden Rohstoffen Gras, Holz und Bienenwachs. Bei seiner Produktion werden nicht nur Wasser und Energie gespart. Es werden auch keine Chemikalien eingesetzt und der CO₂-Ausstoß wird gesenkt, aufgrund der kürzeren Rohstofftransportwege. Hat das Papier seine Aufgabe erfüllt, kann es im Bioeimer oder auf dem Kompost (gern mit eingewickelten Bioabfällen) entsorgt werden. Es kompostiert rückstands.

Nachhaltig und umweltfreundlich

Das Gras für Bee-Paper wächst auf Ausgleichsflächen, die als Kompensationsflächen bei großen Bauvorhaben gesetzlich vorgeschrieben sind. Zwei- bis dreimal im Jahr werden die artenreiche Blumenwiesen gemäht. Die Wiesen sind Lebensraum für Insekten, Vögel und kleine Säugetiere. Da das Gras bis zur Mahd hochwächst und verholzt, ist das entstehende Heu nicht als Tierfutter geeignet.

Noch reicht die Bienenwachs-Produktion in Deutschland nicht aus, um Bee-Paper überall im deutschen Einzelhandel einzusetzen. Aber wer weiß: Durch Aktivitäten wie das Volksbegehren Rettet die Bienen in Bayern im Frühjahr 2019 könnte die Zahl der Bienenvölker wieder anwachsen und die Bienenwachs-Produktion gesteigert werden.

Marktreife

Zwar kann das Produkt Frischhaltefolie aus Plastik mengenmäßig derzeit noch nicht ersetzen, aber es ist eine mögliche Alternative: Das komplett kompostierbare Naturprodukt erfüllt die hohen Hygienestandards im Lebensmittelbereich und hält Lebensmittel länger frisch.

Eine wachsende Weltbevölkerung, knapper werdende fossile und mineralische Ressourcen und die Auswirkungen des Klimawandels stellen die Agrarproduktion vor existenzielle Herausforderungen. Es wird immer schwieriger, den zunehmenden Bedarf an Lebensmitteln und biobasierten Ressourcen zu decken.

Einer immer stärker globalisierten Welt stehen Entwicklungen wie die Regionalisierung der Produktion und die Urbanisierung gegenüber. Unterschiedliche Verbraucherbedürfnisse müssen bedient werden, auch vor dem Hintergrund des demografischen Wandels.

Klar ist: Herkömmliche Formen von Landwirtschaft werden allein nicht in der Lage sein, diesem Mix an Anforderungen gerecht zu werden. Gefragt sind neue Lösungen für eine nachhaltige, ressourceneffiziente und anpassungsfähige Agrarproduktion. Wie solche innovativen Agrarsysteme aussehen könnten, steht im Mittelpunkt der Fördermaßnahme „Agrarsysteme der Zukunft“. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert diese Initiative mit knapp 43 Mio. Euro. Das Dossier gibt einen Überblick über die acht geförderten Verbundprojekte.

Jeder kennt Strichcodes (Barcodes), die alle Produkte im Handel kennzeichnen. Analog dazu sind bestimmte DNA-Abschnitte im Genom von Organismen, sogenannte DNA-Barcodes, für jede Art einzigartig. Das genetische Barcoding gilt als die Zukunftstechnologie für die Erfassung der globalen Biodiversität. Die Bonner Zoologin Vera Rduch ist Koordinatorin der Initiative German Barcode of Life (GBOL). Ziel des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Projektes: Für möglichst alle der 48.000 Tier- und 10.300 Pflanzenarten, die hierzulande beschrieben sind, DNA-Codes erstellen.

Der Bundesverband Rind und Schwein ist der Dachverband der Rinder- und Schweinehalter und -züchter. Innerhalb des Verbandes beschäftigt sich der Förderverein Bioökonomieforschung e.V. (FBF) mit moderner Züchtungsforschung und der Besamung. Die Forschungsaktivitäten werden unter anderem vom Bundeslandwirtschaftsministerium und vom Bundesforschungsministerium gefördert. Der Tierarzt Jens Baltissen ist kommissarischer Geschäftsführer des FBF und erläutert, welche Merkmale für die Züchtung von Milchkühen derzeit und in Zukunft im Vordergrund stehen.

The German Livestock Association umbrella organization for the production of cattle and pigs in Germany. Within the association, the Förderverein Bioökonomieforschung e.V. (FBF) deals with modern breeding research and insemination. The research activities are supported by the Federal Ministry of Agriculture and the Federal Ministry of Research, among others. The veterinarian Jens Baltissen is the provisional managing director of the FBF and explains which traits are in the focus for breeding dairy cows now and in future.

Problem Rohstoff

Die meisten handelsüblichen Kerzen bestehen aus Paraffin, das aus Mineralöl gewonnen wird. Etwa drei Viertel der in Deutschland verkauften Kerzen sind Paraffin-Kerzen. An zweiter Stelle stehen Kerzen aus Stearin. Stearin wird aus pflanzlichen oder tierischen Fetten, meist aus Palmöl gewonnen. Das ist zwar ein nachwachsender Rohstoff, für dessen Anbau werden aber riesige Flächen tropischen Regenwalds vernichtet. Der natürlichste Rohstoff zur Kerzenherstellung ist Bienenwachs. Mit nur 0,5% Marktanteil spielen die klassischen Wachskerzen nur eine sehr untergeordnete Rolle. Das hängt sicher auch damit zusammen, dass die Bienenvölker den Bedarf unmöglich decken könnten. Ein Bienenvolk benötigt etwa ein Jahr, um ein Kilogramm Wachs zu produzieren.

Geschlossener Kreislauf

Ein junges Unternehmen aus dem hessischen Fulda setzt bei der Herstellung von Kerzen und Teelichtern auf Sekundärfette. Die Fette haben den ersten Lebenszyklus bereits hinter sich. Sie stammen aus der heimischen Gastronomie oder Lebensmittelherstellung, so dass keine langen und klimaschädlichen Transporte notwendig sind. Bevor die Fette weiterverabeitet werden, durchlaufen sie diverse Tests und Reinigungsverfahren, so dass sie nachweislich frei von Schwermetallen und polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen sowie Dioxinen und Furanen sind. Gereinigt kann das Fett als Brennstoff für Kerzen ein zweites Mal genutzt werden. Beim Verbrennen entweicht es ganz ohne den im Erdöl enthaltenen Kohlenstoff klimaneutral in die Natur, wo es sich als Kohlen- und Sauerstoff wieder in das natürliche Gleichgewicht einreiht.

Marktreife

Die Kerzen sind im Handel erhältlich.

Der Kampf gegen den Plastikmüll und die Suche nach nachhaltigeren Alternativen gehört zu den Topthemen der politischen Agenda in Europa. Wie kann die Bioökonomie hier Lösungen bereitstellen? Das war Thema eines Fachgesprächs mit dem Titel „Kunststoffe des 21. Jahrhunderts – biologisch abbaubar.kreislauffähig.nachhaltig“ am 11. Dezember in Berlin. Für das Fachgespräch waren rund 25 Experten aus Wissenschaft, Wirtschaft und Politik in das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gekommen. Vorangestellt waren Beiträge eines fachlichen Quartetts: Pia Skoczinski vom nova-Institut berichtete zunächst über die aktuelle Marktsituation und den regulatorischen Rahmen von Kunststoffen.

Wie ein Enzym PET zerlegt

Ren Wei von der Universität Greifswald erläuterte, wie Kunststoffe biologisch abgebaut werden. Er ging insbesondere auf das Enzym MHETase ein, das in der Lage ist, PET abzubauen. Jöran Reske von der INTERSEROH Dienstleistungs GmbH stellte die Verwertung von Kunststoffen dar. Und Christian Lott von der HYDRA Marine Sciences GmbH entwarf das Bild eines visionären Kunststoffes für das 21. Jahrhundert und dessen Anwendungsbereiche.

Dann ging die vertiefte Diskussion in kleineren Gruppen weiter. Im Fokus standen hier das Recycling und der biologische Abbau von Kunststoffen. Welche Chancen und Herausforderungen bergen beide Nutzungspfade? Wie gut und umweltverträglich sind biobasierte Kunststoffe im Vergleich zu ihren erdölbasierten Pendants?

Großer Forschungsbedarf

Die Einschätzungen der Experten wurden auch bei der abschließenden Diskussion im Plenum thematisiert. Sowohl für die Verwertungsperspektive für Kunststoffe per biologischem Abbau oder via Recycling sahen die Experten in Berlin immensen Forschungsbedarf. Wichtig sei es, Kunststoff als wertvolle Ressource zu betrachten, die es durch Recycling zu erhalten gilt. Klar sei auch: Biokunststoffe sind nicht per se umweltfreundlich, gerade wenn es um ihren Abbau geht. Zudem plädierten Teilnehmende des Fachgespräches dafür, den biologischen Abbau von Kunststoffen für Anwendungen zu erforschen, um zu verhindern, dass weitere Kunststoffabfälle in die Umwelt gelangen. Beispiele dafür sind etwa Reifenabrieb oder Mulchfolien in der Landwirtschaft. 

pg

Klimawandel, knapper werdende Ressourcen und eine stetig wachsende Weltbevölkerung sind globale Herausforderungen, die ein Umdenken auf allen Ebenen erfordern, um Ernährung und Lebensstandard der Menschen auch in Zukunft zu sichern. Die Bioökonomie bietet dafür Lösungsansätze. Sie setzt auf biologische Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen sowie nachhaltige Verfahren und geschlossene Stoffkreisläufe, um Ressourcen und Umwelt zu schonen. Auf dem Weg in eine biobasierte und nachhaltige Wirtschaft fördert die Bundesregierung die Bioökonomie bereits seit zehn Jahren im Rahmen einer nationalen Forschungsstrategie.

Bandbreite der Bioökonomie-Forschung sichtbar machen

Das vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) ausgerichtete Wissenschaftsjahr 2020 rückt die Bioökonomie nun prominent ins Rampenlicht. Es soll anschaulich werden, welche Ziele das Konzept Bioökonomie verfolgt, welche Potenziale sie für die Zukunft bietet, welche Rolle Wissenschaft und Forschung dabei spielen und wie die Gesellschaft zum Wandel in Richtung einer nachhaltigen, biobasierten Wirtschaftsform beitragen kann. Ziel des Wissenschaftsjahres ist es, die gesamte Bandbreite der Bioökonomie-Forschung vorzustellen. Es werden vier Themenfelder beleuchtet: Pflanzenvielfalt und Innovationen, Bodengesundheit und Stoffkreisläufe, Mikroorganismen und Technologietreiber sowie Bioökonomie und Wandel.

Partner und Mitgestalter gesucht

Die Wissenschaftsjahre leben von der Beteiligung zahlreicher Partner aus Wissenschaft und Forschung, Politik und Gesellschaft sowie der Wirtschaft. Die Ausrichter des Wissenschaftsjahres 2020 laden alle Interessierten ein, sich mit eigenen Veranstaltungen und Aktionen einzubringen. Auf der Website des Wissenschaftsjahres 2020 wird erläutert, wie man sich als Partner beteiligen kann. Zum Beispiel:

• Veranstaltungskalender: Institutionen, Vereine, Unternehmen oder Kommunen können ihre öffentlichen Veranstaltungen und Aktionen in den Online-Veranstaltungskalender von wissenschaftsjahr.de eintragen. Das garantiert hohe Sichtbarkeit der Veranstaltung auf Social Media, im Wissenschaftsjahr-Newsletter und in der Pressevorschau.
• Forschungsbörse: Über die Forschungsbörse haben Schulklassen die Möglichkeit, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kostenfrei in den Unterricht einzuladen und mit ihnen Fragen zur Bioökonomie zu diskutieren. Dies gilt sowohl für die naturwissenschaftlichen Fächer wie Biologie, Geografie oder Physik als auch dann, wenn Politik, Deutsch oder Philosophie auf dem Stundenplan stehen. Fachleute sind wiederum eingeladen, selbst in der Forschungsbörse aktiv zu werden.
• Expertenbeitrag: Sie arbeiten an einem spannenden Projekt zum Thema Bioökonomie? Stellen Sie es einer größeren Öffentlichkeit vor und schreiben Sie einen Beitrag für den ExpertenInnenblog des Wissenschaftsjahres. Das Redaktionsbüro des Wissenschaftsjahres freut sich über Vorschläge.

Auftakt in Berlin

Das Wissenschaftsjahr zur Bioökonomie wird am 16. Januar im Futurium in Berlin von Bundesforschungsministerin Anja Karliczek offiziell eröffnet. Und auch auf der Internationalen Grünen Woche ist das Wissenschaftsjahr 2020 präsent (Halle HUB27, Stand 206). bioökonomie.de wird umfassend über die Ereignisse im Wissenschaftsjahr 2020 berichten und ist Kooperationspartner von wissenschaftsjahr.de.

bb/pg

Sie enthalten wichtige Inhaltsstoffe für Lebensmittel- oder Pharmaindustrie: Baumsäfte. Neben Mineral- und Nährstoffen sind es die Mikroorganismen, insbesondere Hefen, die den zuckerreichen Baumsaft für Biotechnologen interessant machen. Sie produzieren wichtige Enzyme wie Lipasen, die Fett verdauen, oder Pflanzenstoffe wie das Carotinoid Astaxanthin. Dieses wird beispielsweise aus der Baumhefe Phaffia rhodozyma gewonnen und als Zusatz in Fischfutter genutzt, das dadurch dem Lachsfleisch später die prägnante Farbe gibt.

Kälteliebende Hefen wachsen auch in heimischen Baumsäften

Der Mikrobiologe Andrey M. Yurkov vom Leibniz-Institut DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen GmbH ist nun in Braunschweig einer neuen Hefespezies auf die Spur gekommen. Bei der Probenentnahme von Säften heimischer Bäume wie Birke, Buche, Hainbuche und Hartriegel stieß er überraschend auf einen Hefepilz der Gattung Mrakia. „Mrakia fibulata ist die erste dieser Hefen, die bei einer Temperatur von mehr als 20 Grad Celsius wächst“, betont Yurkov. 

Hefen der Mrakia-Gattung bevorzugen eigentlich kältere Lebensräume, wie sie in hohen Gebirgen oder der Arktis oder Antarktis zu finden sind. Doch der Klimawandel setzt diesen Regionen besonders zu. Der Calderone-Gletscher im Süden Europas, wo die Hefespezies ebenfalls identifiziert wurde, schmilzt seit Jahren. Wissenschaftler rechnen damit, dass der Gletscher in den italienischen Abruzzen bald ganz verschwunden ist – und damit auch der Lebensraum für die kälteliebenden Baumhefen.

Mrakia überlebt trotz Klimawandel

Dass diese Hefen nun „im klimatisch gemäßigten Braunschweig“ nachgewiesen werden konnten, freut Yurkov um so mehr. „Es ist vor allem sehr interessant, dass kälteliebende Mikroorganismen wie die neuentdeckte Mrakia fibulata und einige verwandte Arten bis jetzt den Klimawandel in Mitteleuropa überleben konnten. Das macht uns Hoffnung, dass diese trotz des Klimawandels in Zukunft nicht nur in Bioressourcen-Sammlungen wie der DSMZ, sondern auch weiterhin in der Natur vorkommen werden.“

bb

Tree sap contains important ingredients for food or pharmaceutical industry. Besides minerals and nutrients, it is the microorganisms, especially yeasts, that make the sugar-rich sap interesting for biotechnologists. These yeasts produce important enzymes such as lipases, which digest fat, or plant substances such as the carotenoid astaxanthin. Astaxanthin is extracted from the tree yeast Phaffia rhodozyma, for example, and used as an additive in fish feed, which later gives the salmon its distinctive color.

Cold-loving yeasts grow in domestic tree sap

Microbiologist Andrey M. Yurkov from the Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures (DSMZ) has now discovered a new yeast species in Braunschweig. While taking samples of sap from native trees such as birch, beech, hornbeam and dogwood, he unexpectedly came across a yeast fungus of the genus Mrakia. "Mrakia fibulata is the first of these yeasts to grow at a temperature of more than 20°C," emphasizes Yurkov, who published his research in a Springer Nature paper.

Yeasts of the Mrakia genus actually prefer colder habitats such as glaciers, ice and permafrost. But climate change is having a major impact on these regions. The Calderone Glacier in southern Europe, where the yeast species has also been found, has been melting for years. Scientists expect that the glacier in the Italian Abruzzo region will soon disappear completely - and with it the habitat for the cold-loving tree yeasts.

Mrakia survives despite climate change

Yurkov is all the more pleased that these yeasts could now be detected "in moderate-climate Braunschweig". "It is particularly interesting that cold-loving microorganisms such as the newly discovered Mrakia fibulata as well as some related species have so far managed to survive climate change in Central Europe. This gives us reason for hope that they will continue to exist in nature, not just in bioresource collections such as the DSMZ."

bb/um

Ob als Bestäuber von Nahrungspflanzen oder als proteinreiche Nahrungsquelle: Insekten sind für die Ernährung der Menschen und für den Erhalt der Ökosysteme essentiell und auch wirtschaftlich enorm bedeutsam. Vor allem die Landwirtschaft profitiert von den fliegenden Helfern. Fakt ist: Mehr als 80% der Erträge im Pflanzen- und Obstbau sind hierzulande von der Insektenbestäubung abhängig. Tatsache ist aber auch: Die Anzahl der Insekten sowie die Artenvielfalt sind in den vergangenen Jahren zurückgegangen.

Abgestuftes Vorgehen empfohlen

Wie dramatisch der Insektenschwund in Deutschland ist, zeigte kürzlich eine Studie von Münchner Forschern. Nun präsentieren Wissenschaftler aus 21 Ländern, darunter Deutschland, einen Aktionsplan, um das Insektensterben aufzuhalten. Die Studie wurde vom Niederländischen Institut für Ökologie geleitet und kürzlich im Fachjournal Nature Ecology & Evolution veröffentlicht. „Es ist noch nicht zu spät, aber wir müssen jetzt handeln!“, resümiert Viola Clausnitzer vom Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz, die an dem Papier beteiligt war. Um die vielfältigen Ursachen des Insektensterbens besser zu verstehen und Maßnahmen gezielt zu ergreifen, sei ein zeitlich abgestuftes Vorgehen erforderlich, heißt es in dem Papier.

Das Maßnahmenpaket enthält daher neben Sofortmaßnahmen auch mittel- und langfristige Aufgaben. „Zu den Sofortmaßnahmen gehören Schutzkonzepte für bedrohte Arten, aber auch Agrarumwelt- und Naturschutzprogramme, um Lebensräume und strukturreiche Landschaften zu fördern und wiederherzustellen“, erläutert Mitautor Teja Tscharntke von der Georg-August-Universität Göttingen.

Wissenslücken schließen

Mittelfristig regen die Autoren die Durchführung neuer wissenschaftlicher Studien an, die klären sollen, welche Stressfaktoren sich wie stark auf die Insektenwelt auswirken. Darüber hinaus sollten Insekten-Archive gründlich durchforstet werden, um bestehende Wissenslücken schließen zu können. Dabei sollen auch Ursachen wie Klimawandel oder intensive Landnutzung betrachtet werden. Als langfristige Maßnahme sieht der Aktionsplan den Aufbau einer Organisation zur nachhaltigen Finanzierung der Lebensräume für Insekten und ein weltweit abgestimmtes Monitoring-Programm vor. „Auf diese Weise können wir die Insektenvielfalt weltweit vergleichen, potentielle Probleme schnell erkennen und entsprechend handeln“, ergänzt Clausnitzer.

Aktionsplan auf nationaler Ebene berücksichtigen

Die Forscher sind sich einig: Da das Insektensterben die Funktionsfähigkeit der Ökosysteme beeinträchtigen könne, dürften Maßnahmen zum Insektenschutz nicht weiter aufgeschoben werden. „Der vorgeschlagene Fahrplan sollte auch im deutschen Aktionsprogramm Insektenschutz berücksichtigt und von Interessensgruppen wie Politik, Landwirtschaft, Naturschutz, Gesellschaft und Wissenschaft umgesetzt werden“, fordert Tscharntke. Im September vergangenen Jahres hatte die Bundesregierung ein Maßnahmenpaket zum Schutz von Insekten auf den Weg gebracht. Dafür werden jährlich rund 100 Mio. Euro bereitgestellt.

bb

Phosphor ist ein lebenswichtiger Rohstoff und ein wichtiger Bestandteil vonDüngemitteln. Doch die Nachfrage ist hoch und der Vorrat ist knapp. Daher muss Deutschland den Rohstoff importieren. Die Europäische Kommission hat Phosphor bereits vor einigen Jahren auf die Liste der kritischen Rohstoffe gesetzt. Alternativen sind gefragt, zumal die Bundesregierung große Klärwerkbetreiber verpflichtet hat, ab 2023 Phosphor zurückzugewinnen.

Wissenschaftler der Fraunhofer-Einrichtung für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS haben gemeinsam mit zwei Industriepartnern ein Verfahren entwickelt, das auf schonende Weise den Phosphor aus Klärschlamm zurückgewinnt. Ursprünglich stammt die Technologie namens P-bac vom Projektpartner Fritzmeier Umwelttechnik GmbH. Im Projekt „Phosphorrecycling - vom Rezyklat zum intelligenten langzeitverfügbaren Düngemittel – PRil“ wurde das Verfahren vom Labor- in den Technikumsmaßstab übertragen. Das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft hatte das Vorhaben gefördert.

Mit Bakterien Phosphor aus Klärschlamm lösen

Das Besondere der P-bac-Technik: Um Phosphor aus Klärschlamm zurückzugewinnen, kommen Bakterien zum Einsatz. Die mikrobiellen Helfer stellen unter Zugabe von elementarem Schwefel die benötigte Schwefelsäure selbst her. Diese löst Phosphat, aber auch Schwermetalle aus der Klärschlammasche. Bis zu 90% des ursprünglichen Phosphats können mithilfe des neuen Verfahrens zurückgewonnen werden. Hinzu kommt: Das Phosphat ist nahezu schadstofffrei. Anteile von Cadmium oder Uran konnten um mehr als 90% reduziert werden.

Umweltschonendes und kostengünstiges Recycling

Zu den Aufgaben der Fraunhofer-Forscher gehörte die Aufskalierung des Verfahrens im Bereich der Prozesswasserrezyklierung sowie der Reststoffverwertung, außerdem die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Analytik. Etwa zehn Liter seien notwendig, um die Klärschlammasche zu rezyklieren, erklärt Lars Zeggel, Projektleiter am Fraunhofer IWKS. „Wir haben die Membranfiltration so weit anpassen können, dass wir 98% des eingesetzten Sulfats – also den Schwefel – aus dem Wasser entfernen und letztendlich 75% des Prozesswassers im Kreis führen können“, schildert der Forscher. Auf diese Weise konnten erhebliche Mengen an Prozesswasser und auch Energie eingespart werden. Das neue Verfahren ist im Vergleich zum alternativen nasschemischen Verfahren damit nicht nur umweltschonender, sondern auch kostengünstiger.

Pflanzenverfügbarkeit von Phosphat gesteigert

Die Wirtschaftlichkeitsberechnung der IWKS-Forscher ergab: Ein Kilo Phosphat, das mihilfe des neuen Verfahrens gewonnen wurde, kostet nach Angaben der Forscher zwei Euro. Die chemische Variante ist mindestens doppelt, wenn nicht sogar dreifach teurer. Ein weiterer Vorteil: „Der Phosphor, den wir über das neuartige Verfahren aus der Asche zurückgewinnen, hat eine Pflanzenverfügbarkeit von 50%, bezogen auf einen wasserlöslichen Phosphatdünger. Zum Vergleich: Das Phosphat in der reinen Klärschlammasche ist nahezu gar nicht pflanzenverfügbar“, erklärt Zeggel.

bb

Insekten sind untrennbar mit der Landwirtschaft verbunden, aber durch sie auch stark gefährdet. Anzahl und Artenzahl sind stark rückläufig. Mehr Schutz der Artenvielfalt in Agrarlandschaften ist nötig. 

Damit Ökosysteme funktionieren können, brauchen sie Insekten. Etwa drei Viertel der weltweit wichtigsten landwirtschaftlichen Kulturpflanzen profitieren in ihrem Ertrag von Bestäubern und garantieren damit rund ein Drittel der Produktion von Nahrungsmitteln.

Rund 1,4 Milliarden Insekten kommen auf jeden Menschen und dennoch sind Insekten massiv bedroht. Womöglich liegt es an der unerschöpflich scheinenden Masse, dass das Ausmaß der Gefahr viel zu lange nicht beachtet wurde. Denn ein großer Teil der Pflanzenwelt ist auf die fleißige Bestäubung der Insekten angewiesen. Der Insektenatlas liefert Daten und Fakten über Nütz- und Schädlinge in der Landwirtschaft und benennt dringend notwendige Schritte zum Schutz der Insekten.

In der Luftfahrt, Schifffahrt und wohl auch auf der Straße: Herkömmliche Verbrennungsmotoren werden noch eine Weile eine Rolle im Transportwesen spielen. Um dennoch die Klimaschutzziele zu erreichen, dürfen die Kraftstoffe für diese Motoren nicht auf fossilen Rohstoffen basieren. Gleichzeitig sollen Biokraftstoffe nicht in Konkurrenz zu Nahrungs- und Futtermittelanbau stehen. Eine Möglichkeit sind Biokraftstoffe aus Rest- oder Abfallstoffen. Einen entsprechenden Herstellungsprozess haben jetzt Forscher der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW) entwickelt.

Rohstoff aus Mensaabfällen

Den einen Teil der Rohstoffe bekommen die Forscher aus der benachbarten Mensa: Pommesfett. Aber auch andere gebrauchte Fette und Öle und selbst Plastikabfälle sind grundsätzlich geeignet. Das Cracken erfolgt bei vergleichsweise niedrigen 370 Grad Celsius und erfordert keine empfindlichen Katalysatoren. Der andere Teil der Rohstoffe, der für den anschließenden Hydrierungsschritt benötigte Wasserstoff, wird an der Hochschule mit regenerativen Energien per Elektrolyse aus Wasser gewonnen.

Hohe Kraftstoffqualität

Hergestellt werden können auf diese Weise Biodiesel, aber auch Biobenzin und Biokerosin, die qualitativ dem industriellen Standard aus fossilen Rohstoffen entsprechen. Besser noch: Weil das eingesetzte Öl pflanzlichen Ursprungs ist, sind die Kraftstoffe frei von Schwefel und Stickstoff. Damit ist dieser Biokraftstoff der ersten Generation von Biodiesel aus Pflanzenölen oder Bioethanol aus Zucker oder Stärke klar überlegen.

Pilotanlage geplant

Die Entwicklung erfolgt im Forschungsprojekt X-Energy, genauer im Teilprojekt READi-PtL (Power to Liquid). Das Bundesforschungsministerium (BMBF) fördert X-Energy mit rund 680.000 Euro. „Im Rahmen der X-Energy-Förderung des BMBF erhalten wir die Chance, unser bestehendes Verfahren gemeinsam mit der Firma Nexxoil auf den Maßstab einer Pilotanlage hoch zu skalieren, um das Bioöl für die Marktreife vorzubereiten“, erläutert HAW-Forscher Thomas Willner das Ziel für die kommenden zwei Jahre. Das neue Verfahren soll dazu beitragen, Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne in anderen Energieträgern zu speichern. Da deren Verfügbarkeit schwankt, besteht eine weitere Herausforderung darin, die künftige Anlage an ein fluktuierendes Wasserstoffangebot anzupassen.

bl

Conventional combustion engines will continue to play a role in transportation for some time to come. However, in order to achieve the climate protection goals, the fuels for these engines must not come from fossil sources. At the same time, biofuels should not compete with food and animal feed cultivation. One possibility is biofuels made from residual or waste materials. To this end, researchers at the Hamburg University of Applied Sciences (HAW) have now developed a production process that uses the fat from a deep fryer and hydrogen.

Raw material from canteen waste

The researchers get one part of the raw materials from the neighboring cafeteria: French fry fat. However, other used fats and oils and even plastic waste are also suitable in general. Cracking takes place at a comparatively low 370 degrees Celsius and does not require any sensitive catalysts. The other part of the raw materials, the hydrogen required for the subsequent hydrogenation step, is obtained at the university by electrolysis from water using regenerative energies.

High fuel quality

In this way, biodiesel, but also biofuel and biokerosene can be produced, which meet the industrial standard of quality from fossil raw materials. Even better: because the oil used is of vegetable origin, the fuels are free of sulfur and nitrogen. This makes this biofuel clearly superior to first-generation biodiesel made from vegetable oils or bioethanol made from sugar or starch.

Pilot plant planned

The development takes place in the research project X-Energy, more precisely in the sub-project READi-PtL (Power to Liquid). The Federal Ministry of Education and Research (BMBF) is funding X-Energy with around 680,000 euros. "The BMBF's X-Energy funding gives us the opportunity to scale up our existing process to the scale of a pilot plant together with the company Nexxoil in order to prepare the bio-oil for market maturity," says HAW researcher Thomas Willner, explaining the goal for the next two years. The new process should help to store electricity from renewable energy sources such as wind and sun in other energy sources. Since their availability fluctuates, a further challenge is to adapt the future plant to a fluctuating hydrogen supply.

bl/um

Es gibt heute in Europa weit weniger Grünlandflächen als noch vor 20 Jahren. Meist treten an die Stelle von Wiesen und Weiden Ackerflächen, manchmal werden aus Äckern aber auch wieder Grünlandflächen. Am Senckenberg-Forschungszentrum für Biodiversität und Klima in Frankfurt am Main haben Wissenschaftler nun am Beispiel Südwestfrankreichs untersucht, wie sich das auf die Zusammensetzung und Vielfalt der Arten auf diesen Flächen auswirkt.

75 Flächen untersucht

2014 gab es im Val-de-Sèvre rund 30% weniger Grünflächen als 1994. Für 75 Wiesen- und Weidenflächen erfassten die Forscher, ob diese in jenen 20 Jahren zeitweise als Ackerland genutzt wurden und welche Pflanzen, Wildbienen, Schwebfliegen, Grashüpfer, Laufkäfer, Spinnen und Vogelarten auf den Flächen im Jahr 2014 zu finden waren. Das Ergebnis deutet darauf hin, dass die vorübergehende Nutzung als Ackerfläche die Biodiversität von Grünlandflächen langfristig prägt.

Artenverlust erst nach Jahren sichtbar

„Auf den von uns untersuchten Wiesen und Weiden sind Artengemeinschaften der Flächen, die lange als Äcker genutzt wurden und in deren Umgebung es kein Dauergrünland gibt, hinsichtlich ihrer funktionalen Eigenschaften deutlich homogener“, erläutert der Ko-Autor der Studie, Peter Manning. „Wenn Wiesen in Äcker umgewandelt werden, verschwinden langfristig die Spezialisten unter den Arten – man kann daher sagen, dass eine veränderte Landnutzung eine Aussterbeschuld trägt, die oft erst nach vielen Jahren sichtbar wird.“

Schaden auch für Agrarnutzung

Dass in der Umnutzung zusätzlich eine langfristige Gefahr schlummert, wird auch darin deutlich, dass zunächst vor allem Arten am unteren Ende der Nahrungskette betroffen sind. Folgen für Arten am oberen Ende könnten somit erst mit einigem zeitlichen Versatz sichtbar werden. Hinzu kommt, dass der Verlust von Grünland nicht nur aus Sicht der Artenvielfalt problematisch ist. Homogenere Artengemeinschaften können auch schlechter auf natürliche Weise Schädlinge in Agrarsystemen in Schach halten.

Grünlandflächen dringend erhalten

„Wenn in Agrarlandschaften ausreichend Dauergrünland in Form von Wiesen und Weiden vorhanden ist, mildert dies den Verlust von Arten, die nur bedingt mobil sind und spezielle Nahrungsvorlieben haben, ab“, resümiert die Studienleiterin Gaëtane Le Provost. „Daher sollte es alleroberste Priorität haben, die noch bestehenden Wiesen und Weiden in ländlichen Räumen zu schützen“, rät die Forscherin. Davon profitiere das gesamte Agrarökosystem.

bl

Am 15. Januar 2020 hat das Bundeskabinett die Nationale Bioökonomiestrategie beschlossen. Bundesforschungsministerin Anja Karliczek und Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner stellten die Strategie in Berlin vor. Die Zusammenfassung der Strategie hier im Wortlaut:

Nachhaltigkeit und Klimaschutz sind die zentralen Themen des 21. Jahrhunderts. Die Menschheit ist an einem Punkt angekommen, an dem eine weitere Übernutzung von Ressourcen die Biosphäre erheblich zu schädigen droht. Um die Lebensgrundlagen für Menschen, Tiere und Pflanzen zu erhalten, muss der Ressourcenverbrauch auf ein ökologisch verträgliches Maß reduziert werden. Gleichzeitig gilt es, einer wachsenden Weltbevölkerung wirtschaftlichen Wohlstand und das Recht auf Entwicklung zu ermöglichen.

Die Bioökonomie hat das Ziel, Ökonomie und Ökologie für ein nachhaltiges Wirtschaften zu verbinden. In der Definition der Bundesregierung umfasst die Bioökonomie die Erzeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressourcen, Prozesse und Systeme, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen. Bioökonomische Innovationen vereinen biologisches Wissen mit technologischen Lösungen und nutzen die natürlichen Eigenschaften biogener Rohstoffe hinsichtlich ihrer Kreislauffähigkeit, Erneuerbarkeit und Anpassungsfähigkeit. Die Bioökonomie birgt das Potenzial, neuartige Produkte und Verfahren hervorzubringen, um Ressourcen zu schonen und Wohlstand zu schaffen.