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Anders als Mensch und Tier können Pflanzen Stress durch Hitze oder Trockenheit nicht ausweichen. Sie sind fest mit dem Boden verwurzelt und müssen sich an die Standortbedingungen anpassen. Obwohl Pflanzen im Laufe der Evolution Mechanismen entwickelt haben, die es ihnen ermöglichen, unter Stressbedingungen zu überleben, leiden heute viele Pflanzen unter den Umwelteinflüssen. Forschende der Technischen Universität Braunschweig und des Julius-Kühn-Instituts in Braunschweig haben nun ein Gen identifiziert, das bei der Regulation des Stressabbau in Pflanzen eine entscheidende Rolle spielt.

Neuer Hormon-Signalweg entdeckt

Die Stressregulation ermöglicht es Pflanzen, sich besser an Umweltbedingungen anzupassen und erhöht damit ihre Überlebenschancen. Überlebenswichtige Prozesse wie die Samenkeimung oder die Reaktion auf Wassermangel werden über hormonelle Signalwege gesteuert, so die Forschenden. In der Modellpflanze Arabidopsis thaliana hat das Braunschweiger Team nun mit GAS2 ein Gen entdeckt, das für ein Dioxygenase-Enzym codiert. Es steuert einen speziellen Signalweg, über den das Pflanzenhormon Abscisinsäure abgebaut wird. Auf der Wahrnehmung des Botenstoffs Abscisinsäure basiert bei Pflanzen eine ganze Signalkaskade für die Stressreaktion.

Pflanzen widerstandsfähig machen

Die Forschung vermutet schon lange, dass dieses Hormon den Pflanzen im Laufe der Evolution geholfen hat, besser mit Stress umzugehen. Mit den neuen Erkenntnissen liefert das Team um Theo Lange und Pimenta Lange ein wichtiges Werkzeug, um die Samenkeimung zu optimieren und Pflanzen widerstandsfähiger gegen die Folgen des Klimawandels zu machen. Davon würden Pflanzenzüchtung und Landwirtschaft gleichermaßen profitieren, so die Forschenden. Die Ergebnisse der Studie wurden im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlicht.

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Als eines der ersten Bundesländer hat der Freistaat Bayern im November 2020 eine eigene Bioökonomiestrategie mit Maßnahmen für eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaft auf den Weg gebracht. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Nutzung heimischer nachwachsender Rohstoffe und der Herstellung neuer Bioprodukte. Mit dem Bau der neuen Mehrzweck-Demonstrationsanlage "BioCampus MultiPilot (BMP)" wird nun ein wichtiger Baustein der Bioökonomie-Strategie umgesetzt. Im Beisein hochrangiger Vertreter aus Politik und Wirtschaft, darunter Bayerns Ministerpräsident Markus Söder und Wirtschafts- und Energieminister Hubert Aiwanger, fiel am 29. November mit dem traditionellen Spatenstich der Startschuss für den Bau der MultiPilot-Anlage im Straubinger Hafen.

Millionen für die Zukunft der Bioökonomie in Bayern

„Heute ist ein großer Tag für die bayerische Bioökonomie, die von den Grundpfeilern unserer Wirtschaft profitiert: Rahmen stärken und Forschung fördern“, sagte Ministerpräsident Markus Söder anlässlich des feierlichen Baubeginns. „Hier in der Biotech-Hochburg Straubing entstehen dank unserer Hightech-Agenda die industriellen und mittelständischen Player der Zukunft.“ Über 100 Mio. Euro investiert der Freistaat in den BioCampus. Davon fließen 80 Mio. Euro in den Bau des Mehrzweck-Demonstrationszentrums und 22 Mio. Euro in das Technologie- und Gründerzentrum Straubing auf dem BioCampus.

MultiPilot-Anlage: Leuchtturm der bayerischen Bioökonomie

„Straubing ist seit Jahren Dreh- und Angelpunkt für nachwachsende Rohstoffe. Wissenschaft und Wirtschaft verschränken sich hier zu einem zukunftsweisenden Netzwerk. Mit der BioCampus MultiPilot und der Erweiterung des Technologie- und Gründerzentrums bauen wir unsere Vorreiterrolle in der Bioökonomie weiter aus“, betonte Bayerns Wirtschaftsminister Hubert Aiwanger. Der BioCampus MultiPilot sei ein Leuchtturm der bayerischen Bioökonomie und ein wesentlicher Baustein für das Profil der Region, die auf nachwachsende Rohstoffe setzt, sagte Straubings Oberbürgermeister und Vorsitzender des Zweckverbands Hafen Straubing-Sand (ZVH), Markus Pannermayr.

Offen für nationale und internationale Projekte

In der Anlage sollen künftig Verfahren der industriellen Biotechnologie hochskaliert und optimiert, ihre Wirtschaftlichkeit validiert und Produktmuster wie Bausteine für biobasierte Kunststoffe oder Kraftstoffe hergestellt werden. Im Mittelpunkt steht dabei die Nutzung lignocellulosehaltiger Rohstoffe - von Holz bis zu landwirtschaftlichen Reststoffen -, für deren Umwandlung eine "im Vergleich zu ähnlichen Anlagen einzigartige Fermentationsanlage" mit einer Kapazität von 25 Kubikmetern zur Verfügung steht. Die Aufbereitungstechnik kann an die unterschiedlichen Kundenwünsche angepasst werden. Die Nutzung der Anlage steht nicht nur deutschen Start-ups, Unternehmen und Forschungseinrichtungen offen. Auch Interessenten aus dem Ausland können ihre Projekte im Bereich der industriellen Biotechnologie in Straubing vorantreiben.

Die MultiPilot-Anlage soll Ende 2025 in Betrieb gehen. Die Projektverantwortlichen sind überzeugt, dass die Demonstrationsanlage eine europaweite Angebotslücke schließen und entscheidend dazu beitragen kann, biotechnologische Verfahren und innovative biogene Produkte schneller zur Marktreife zu bringen. „Die BMP wird die Industrie dabei unterstützen, nachhaltigere und bessere Produkte schneller auf den Markt zu bringen“, resümiert Andreas Löffert, Geschäftsführer des ZVH.

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Um die wachsende Bevölkerung zu ernähren, müssen alternative Eiweißquellen sowohl für Lebens- als auch für Futtermittel erschlossen werden. Geeignet wären Insekten. Sie sind reich an Proteinen, Mineralien und Vitaminen. Ihre Produktion ist weniger belastend für die Natur als die Haltung von Rindern und Schweinen. So benötigt die Produktion von einem Kilogramm Mehlwürmern nur 10% der Fläche, die für ein Kilogramm Rindfleisch gebraucht wird.

Die Ergebnisse der Erhebung bestätigten andere Befragungen hinsichtlich der geringen Akzeptanz in Europa. Jedoch wurde auch hinterfragt, wie man die Akzeptanz erhöhen könnte. Zusätzliche Informationen wie die Reduktion von Treibhausgasemissionen und mehr Nachhaltigkeit erhöhte die Akzeptanz, während der Hinweis auf den hohen Proteingehalt von Insekten kaum Auswirkungen hatte.

Ein weiterer wichtiger Faktor sei Vertrauen. Laut der Erhebung ist die Wahrscheinlichkeit, dass Menschen Lebensmittel, die sie als sicher – also nicht gesundheitsschädlich – ansehen, auch kaufen. Noch sind es oft Ekel und Angst von solchen Lebensmitteln krank zu werden, die die Ablehnung begründen. Zusätzliche Informationen können also durchaus ein Hebel sein, die Akzeptanz von Insekten als Lebensmittel in Europa zu erhöhen.

In allen drei Ländern wurden jeweils 500 Menschen befragt, 51 Prozent Frauen, 49 Prozent Männer im Alter zwischen 18 und 65 Jahren.
 

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt seit vielen Jahren im Rahmen der nationalen Forschungsförderung die Qualifizierung des Nachwuchses für die Bioökonomie, sowohl im akademischen Bereich als auch für Karrierewege in der Wirtschaft.

Die Förderung des wissenschaftlichen sowie unternehmerischen Nachwuchses wird durch das BMBF-Konzept „Nachwuchsförderung für eine nachhaltige Bioökonomie“ mit der in der Nationalen Bioökonomiestrategie verankerten Nachhaltigkeitsagenda verbunden. Ebenso handlungsleitend wie die Nachhaltigkeitsagenda ist für die aktuelle Forschungsförderung die Zukunftsstrategie Forschung und Innovation der Bundesregierung. Damit macht das BMBF den Nachhaltigkeitsbezug sowie die Innovationsorientierung zu zentralen Kriterien seiner Nachwuchsförderung in der Bioökonomie.

Dynamische Veränderungsprozesse im Blick

Die praktische Umsetzung der Erkenntnisse aus der Bioökonomieforschung erzeugt vielschichtige, dynamische Veränderungsprozesse – auf gesellschaftlicher, politischer und wirtschaftlicher Ebene – nicht nur in Deutschland, sondern weltweit. Solche Dynamiken fordern etablierte Wirtschaftsstrukturen heraus und erzeugen Konkurrenz. Sie fördern damit aber auch Innovation und Wettbewerb und lassen neue Kooperations- und Wertschöpfungsnetzwerke entstehen. Die damit einhergehenden, gesamtgesellschaftlichen Veränderungsprozesse zu verstehen und mögliche Konfliktlinien zu antizipieren, ist eine Voraussetzung, um den bioökonomischen Wandel nachhaltig gestalten zu können. Hier setzt die Maßnahme „Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel“ an.

Sie wurde 2014 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 erstmals aufgelegt und mit der Nationalen Bioökonomiestrategie fortgeführt. Im Rahmen der Fördermaßnahme „Bioökonomie als gesellschaftlicher Wandel“ fördert das BMBF seit Jahren Nachwuchsgruppen, die biobasiertes Wirtschaften aus sozial-, politik- und wirtschaftswissenschaftlicher Perspektive erforschen. Ziel ist es, den Wandel zur Bioökonomie in all seinen Facetten möglichst umfassend zu verstehen, seine Auswirkungen zu analysieren und zu bewerten sowie Konsequenzen und Handlungsoptionen aufzuzeigen.

Zusätzlich zu den bald auslaufenden Projekten der Förderrunde aus dem Jahr 2018 haben im Jahr 2023 vier weitere Nachwuchsgruppen mit ihren Arbeiten begonnen. Die Themen der ausgewählten Projekte sind so vielfältig wie die Potenziale, die mit dem bioökonomischen Wandel einhergehen, und die Herausforderungen, die sich bei der Umsetzung stellen. Das BMBF fördert die Arbeit der Teams aus jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in den kommenden fünf Jahren mit jeweils bis zu 3,1 Mio. Euro.  

Statustreffen 2023 in Eberswalde

Auf dem Waldcampus der Hochschule für Nachhaltige Entwicklung (HNE) in Eberswalde bei Berlin trafen sich die neuen Nachwuchsgruppen mit jenen aus der vorherigen Förderrunde zu einem wissenschaftlichen Austausch und professionellem Netzwerken. Der Waldcampus besitzt eine lange Geschichte in der Forstwirtschaft Brandenburgs. Aktuell beherbergt der moderne Campus jedoch die akademischen Fachbereiche für Wald und Umwelt und Holzingenieurwesen, die Landesforstanstalt Eberswalde (LFE), das Institut für Waldökosysteme des Johann Heinrich von Thünen-Institutes, das Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei sowie die Materialprüfanstalt Brandenburg GmbH. In diesem passenden Ambiente diskutierten die jungen Forscher und Forscherinnen untereinander sowie mit Vertretern des BMBF und Verantwortlichen des Projektträgers Jülich (PtJ) ihre Forschungsergebnisse.  

Im Folgenden werden die Vorhaben der vier im Jahr 2023 gestarteten Nachwuchsgruppen kompakt porträtiert.

Transformationsprozess zu einem biobasierten Bausektor

Die Nachwuchsgruppe der Justus-Liebig-Universität Gießen beschäftigt sich im Projekt TRABBI mit den Herausforderungen des Wandels im Bausektor hin zu mehr Nachhaltigkeit. Neben dem Rohstoff Holz sind es vor allem innovative Baustoffe wie Wände aus Pilzmycel, die die Klimabilanz des Bausektors deutlich verbessern könnten. „In den Transformationsprozess sind viele Akteure eingebunden, die teilweise sehr unterschiedliche Vorstellungen davon haben, wie der Bausektor zukünftig aussehen soll“, sagt der Leiter des Projektes, Sebastian Losacker. „Unsere Forschungsarbeiten zielen darauf ab, zu verstehen, welche Faktoren den Transformationsprozess zu einem biobasierten Bausektor erleichtern oder blockieren.“

Eine zentrale Frage des Projekts ist daher, welche Rolle neue biogene Baustoffe und bioökonomische Innovationen im Transformationsprozess der Bauwirtschaft spielen. Dazu sollen Innovationssysteme, sozio-technische Regime und Leitmarktstrukturen auf globaler, nationaler und regionaler Ebene analysiert und Handlungsempfehlungen für die Politik abgeleitet werden. „Als Wirtschaftsgeograph ist es mir auch ein Anliegen, auf regionalspezifische Besonderheiten bei der Ausgestaltung politischer Maßnahmen hinzuweisen. Dies scheint mir bei der starken lokalen Verankerung der Wertschöpfungsketten im Bausektor besonders relevant“, so Losacker. Im Fokus der Untersuchung stehen aber nicht nur die Transformationsprozesse der Baubranche in Deutschland, sondern auch in China und Indien. Ein Grund für diese Länderwahl ist laut Losacker, dass beide Staaten bereits heute führend in vielen grünen Industrien sind und damit die globale Entwicklung stark beeinflussen.

Nachhaltigkeitsstrategien der Fleischindustrie unter der Lupe

Die Transformation im Ernährungssektor beleuchtet wiederum eine Nachwuchsgruppe der Universität Hamburg. Im Projekt Meat The Bioeconomy untersucht ein Team um Projektleiterin Christin Bernhold, welche Rolle die Fleischindustrie in der gesellschaftlichen Debatte um nachhaltige Produktionsweisen spielt. Dazu nehmen die Forscherinnen und Forscher die Unternehmensstrategien der Branche unter die Lupe und prüfen, inwieweit diese tatsächlich mit einer nachhaltigen Produktions- und Lebensweise vereinbar sind. „Selbst führende Unternehmen der Fleischbranche werben heute damit, das eigene Unternehmensprofil stärker auf Nachhaltigkeit auszurichten“, sagt Bernhold.

Doch wie sind diese Nachhaltigkeitsstrategien definiert und welche Ziele verfolgen sie?
Um diese Fragen zu beantworten, wird Bernholds Team drei Bereiche genauer analysieren. „Wir untersuchen Internationalisierungsstrategien, Arbeitsbeziehungen und das Verhältnis der Fleischindustrie zu Staat und Zivilgesellschaft. Dabei verbinden wir wirtschaftsgeographische mit sozial- und kulturwissenschaftlichen Ansätzen“, erklärt die Projektleiterin. Der Blick der Forschenden geht auch hier über Deutschland hinaus und richtet sich auf Produktionsstandorte deutscher Fleischunternehmen in Spanien und Polen.

„Aus wirtschaftsgeographischer Perspektive wollen wir auf dieser Basis die Gründe für die Auslandsinvestitionen verstehen und ihre Implikationen hinsichtlich sozioökonomischer Nachhaltigkeit und Geographien der Ungleichheit analysieren.“ Auch neue Trends in der Fleischindustrie wie pflanzenbasierte Alternativen werden im Rahmen des Projekts hinsichtlich ihrer politischen, kulturellen und ökonomischen Herausforderungen untersucht. Im Hinblick auf die Entwicklung von Fleischersatzprodukten interessiert sich die Forschungsgruppe dafür, inwieweit diese Innovation dazu beitragen kann, die Fleischproduktion zu ergänzen und damit deren Akzeptanz zu erhöhen.

Soziale und ökologische Wertschöpfungsketten verstehen

Vor dem Hintergrund knapper werdender Ressourcen rücken pflanzliche Reststoffe zunehmend in den Fokus von Forschung und Industrie. Das Projekt ReVaLueD beschäftigt sich daher mit der Nutzung von Reststoffen für biobasierte Produkte. Darin untersuchen Nachwuchsforschende der Universität Passau anhand einzelner Rohstoffe den sozialen Wandel durch die Bioökonomie in drei Entwicklungsländern und deren Verbindungen zu den Weltmärkten.

„Länder wie Deutschland sind nicht unbedingt reich an natürlichen Ressourcen und müssen daher innovative Wege finden, diesen Wandel auf Basis nachwachsender Rohstoffe voranzutreiben. Wir konzentrieren uns daher auf Länder, die an der Produktion und dem Export von tropischen Früchten beteiligt sind“, erklärt Projektleiterin Terese Emilia Venus. Im Fokus stehen Costa Rica, Ghana und die Philippinen, wo bei der Produktion und Verarbeitung tropischer Früchte reichlich Reststoffe anfallen. Diese Reststoffe sind als Rohstoff für neue biobasierte Produkte wie Biokunststoffe interessant, die in Bioraffinerien zu grünen Feinchemikalien umgewandelt werden können.

Der Export tropischer Früchte in den Herkunftsländern wird auf Grund der Nachfrage aus Europa, den USA und Ostasien allerdings vorangetrieben. „Das bedeutet, dass sie an Überseemärkte und Verbraucherpräferenzen gebunden sind“, so Venus. Im Projekt wollen die Forschenden daher die Potenziale der Reststoffverwertung, ihre sozioökonomischen und ökologischen Auswirkungen und ihre Vermarktungsformen in der globalen Bioökonomie genauer untersuchen, um die Lücke zwischen dem technischen Wissen der Bioökonomie und den sozioökonomischen Realitäten zu schließen.

„Es ist sehr wichtig, dass andere Länder, die reich an natürlichen Ressourcen sind, nicht nur als Quelle für Biomasse betrachtet werden. Es gibt eine Verantwortung, soziale und ökologische Wertschöpfungsketten und Netzwerke aufzubauen. Indem wir die aktuelle Situation und ihre Auswirkungen verstehen, können wir politische und wirtschaftliche Strategien vorschlagen, um menschliche Ausbeutung und Umweltzerstörung im Kontext dieses Transformationsprozesses zu verhindern“, argumentiert die Umweltökonomin.

Der Europäische Forschungsrat (ERC) ist die wichtigste europäische Förderorganisation für exzellente Pionierforschung. Zu den begehrten Förderformaten zählen die Consolidator Grants, die sich an herausragende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in der Mitte ihrer Laufbahn richten. Sie werden damit über fünf Jahre lang mit bis zu 2 Mio. Euro unterstützt, um ihre unabhängigen Forschungsteams zu konsolidieren und Forschung in ihren Fachdisziplinen zu betreiben.

Drei Wissenschaftler und eine Wissenschaftlerin werden in Deutschland an für die Bioökonomie relevanten Themen forschen, darunter sind der Bioinformatiker Korbinian Schneeberger, der Pflanzenwissenschaftler Guillaume Lobet, die Chemikerin Amelie Heuer-Jungemann und der Biochemiker Tristan Wagner. Sie suchen nach Wegen, die Kartoffelzucht zu vereinfachen, Getreide dürreresistent zu machen, nutzen Origami-DNA, um Enzymfunktionen zu optimieren, und erforschen Mikroorganismen, die als potente Biokraftstoffquelle dienen könnten.

Hier sind ihre Projekte im Kurzporträt:

Effizientere Kartoffelzucht

Die Kartoffel ist eine der drei wichtigsten Nahrungspflanzen der Welt. Trotzdem konnte sie in den vergangenen 150 Jahren nur begrenzt verbessert werden, weil die Züchtung durch den komplexen Aufbau des Kartoffelgenoms erschwert wird. Dieses Problem wollen der Bioinformatiker Korbinian Schneeberger und sein Team vom Max-Planck-Institut für Pflanzenzüchtungsforschung und der Ludwig-Maximilians-Universität München angehen. Im Projekt BYTE2BITE analysieren sie die gesamte genomische Diversität der Kartoffel. Mit diesem Wissen wollen die Forschenden Werkzeuge entwickeln, um das Kartoffelgenom von Mutationen aus der Vergangenheit befreien. Damit ebnen sie den Weg für eine effizientere Kartoffelzüchtung und leisten einen Beitrag zur Sicherung der Welternährung.

Dürreresistentes Getreide

Guillaume Lobet vom Jülicher Institut für Agrosphäre sucht nach Wegen, um Getreidepflanzen widerstandsfähiger gegen die zunehmende Trockenheit zu machen. Sein Projekt DROOGHT setzt an der Wurzel an. Der Pflanzenforscher vermutet, dass es einen Zusammenhang zwischen dem Wurzeldurchmesser und der Fähigkeit von Pflanzen zur Wasseraufnahme gibt. Deshalb untersuchen er und sein Team die Verteilung des Wurzeldurchmessers innerhalb von Getreidewurzelsystemen. Langfristiges Ziel ist es, anhand des Wurzeldurchmessers Pflanzen auszuwählen, deren Wurzelsysteme für die Wasseraufnahme optimiert sind. Da der Durchmesser eines der am einfachsten zu messenden Wurzelmerkmale ist, ist er von hohem Wert in großangelegten Feldstudien.

Optimierte Enzymfunktion

Enzyme spielen eine wichtige Rolle in der Biotechnologie. Oft geht es darum, „fremde“ Enzyme mithilfe der Gentechnik in andere Lebewesen zu übertragen. Die Chemikerin Amelie Heuer-Jungemann vom Max-Planck-Institut für Biochemie legt mit ihrem Projekt NanoCat den Grundstein für eine gentechnikfreie Übertragung von Enzymfunktionen zwischen Lebewesen. Mithilfe der Nanotechnologie entwickelt sie künstliche Verkapselungen von Enzymen, die aus einer Art DNA-Origami und einer Silikatbeschichtung bestehen. Durch den kontrollierten Aufbau der Verkapselung wollen sie und ihr Team synthetische Multienzymsysteme aufbauen. Diese sind durch die Verkapselung geschützt und ihre Aktivität bleibt auch in fremden Organismen erhalten. Langfristig könnte der nanotechnologische Ansatz dazu genutzt werden, hocheffiziente Multienzymsysteme direkt über die Zellmembran in Lebewesen zu übertragen – temporär und ohne Gentechnik. So könnte beispielsweise die CO₂-Fixierungsrate von Pflanzen verbessert werden, indem Multienzymsysteme mit Schlüsselenzymen der Photosynthese in die Blätter von Pflanzen eingebracht werden.

Den Methanstoffwechsel verstehen

Methan ist ein potenter Biokraftstoff. Mikroorganismen, die Methan produzieren oder verwerten, werden als methanogen oder methanotroph bezeichnet und leben ohne Sauerstoff. Der Biochemiker Tristan Wagner vom Max-Planck-Institut für Marine Mikrobiologie will verstehen, wie einzelne Reaktionen in den Stoffwechselwegen dieser Mikroorganismen funktionieren. Eine große Hürde für die Forschung war bisher, dass sich die anaeroben Mikroorganismen nur schwer oder gar nicht isolieren lassen. Über die natürliche Vielfalt und die Fähigkeiten der kohlenstoffumwandelnden Enzyme aus dieser besonderen mikrobiellen Welt ist daher wenig bekannt. Doch Wagners Team hat einen Weg gefunden, das Problem zu umgehen. Die Forscherinnen und Forscher zeigten, dass es möglich ist, die Enzymfunktionen methanogener und methanotropher Mikroorganismen in Biomasseproben zu analysieren – ohne eine einzige Mikrobe isolieren zu müssen. Im Projekt EnLightEn wird das Team die Enzyme in komplexen biologischen Proben wie Belebtschlamm aus Kläranlagen untersuchen. Langfristig könnten die Ergebnisse dieser Forschung in der synthetischen Chemie Anwendung finden. Die biologischen Baupläne der Enzyme inspirieren Chemiker bei der Entwicklung von Katalysatoren, die für CO₂ oder Methan-verwertende Reaktionen benötigt werden.

Der Europäische Forschungsrat (ERC) wurde 2007 von der Europäischen Union gegründet. Durch die Förderung wissenschaftlicher Projekte in allen Disziplinen – von den Ingenieur- über die Bio- bis hin zu den Geisteswissenschaften – ermöglicht es der ERC Forschenden, ihr eigenes Gebiet zu entwickeln. Hierbei fördert er herausragende Forschende aller Nationalitäten und jeden Alters, die Projekte in ganz Europa umsetzen.

dpd

The European Research Council (ERC) is the most important European funding organization for excellent frontier research. The Consolidator Grants, which are aimed at outstanding scientists in the middle of their careers, are among the most sought-after funding formats. They receive funding of up to 2 million euros over five years to consolidate their independent research teams and conduct research in their specialist disciplines.

Three male and one female scientist will be researching topics relevant to the bioeconomy in Germany, including bioinformatician Korbinian Schneeberger, plant scientist Guillaume Lobet, chemist Amelie Heuer-Jungemann and biochemist Tristan Wagner. They are looking for ways to simplify potato breeding, make cereals drought-resistant, use origami DNA to optimize enzyme functions and research microorganisms that could serve as a potent source of biofuel.

Here is a brief portrait of their projects:

More efficient potato breeding

The potato is one of the three most important food crops in the world. Despite this, it has only been improved to a limited extent over the past 150 years because the complex structure of the potato genome makes breeding difficult. Bioinformatician Korbinian Schneeberger and his team from the Max Planck Institute for Plant Breeding Research and the Ludwig Maximilian University of Munich want to tackle this problem. In the BYTE2BITE project, they are analyzing the entire genomic diversity of the potato. With this knowledge, the researchers want to develop tools to free the potato genome from mutations from the past. This will pave the way for more efficient potato breeding and contribute to securing the world's food supply.

Drought-resistant grain

Guillaume Lobet from the Jülich Institute of Agrosphere is looking for ways to make cereal plants more resistant to the increasing drought. His DROOGHT project starts at the root. The plant researcher suspects that there is a connection between the root diameter and the ability of plants to absorb water. He and his team are therefore investigating the distribution of root diameter within cereal root systems. The long-term goal is to use root diameter to select plants whose root systems are optimized for water uptake. As diameter is one of the easiest root characteristics to measure, it is of great value in large-scale field studies.

Optimized enzyme function

Enzymes play an important role in biotechnology. This often involves transferring "foreign" enzymes into other living organisms using genetic engineering. With her NanoCat project, chemist Amelie Heuer-Jungemann from the Max Planck Institute of Biochemistry is laying the foundations for the transfer of enzyme functions between living organisms without genetic engineering. Using nanotechnology, she is developing artificial encapsulations of enzymes that consist of a kind of DNA origami and a silicate coating. She and her team want to use the controlled structure of the encapsulation to create synthetic multi-enzyme systems. These are protected by the encapsulation and their activity is retained even in foreign organisms. In the long term, the nanotechnology approach could be used to transfer highly efficient multienzyme systems directly into living organisms via the cell membrane – temporarily and without genetic engineering. For example, the CO₂ fixation rate of plants could be improved by introducing multienzyme systems with key photosynthesis enzymes into the leaves of plants.

Understanding the methane metabolism

Methane is a potent biofuel. Microorganisms that produce or utilize methane are referred to as methanogenic or methanotrophic and live without oxygen. Biochemist Tristan Wagner from the Max Planck Institute for Marine Microbiology wants to understand how individual reactions in the metabolic pathways of these microorganisms work. A major obstacle for research to date has been the fact that anaerobic microorganisms are difficult or impossible to isolate. Little is therefore known about the natural diversity and capabilities of the carbon-converting enzymes from this special microbial world. However, Wagner's team has found a way around the problem. The researchers have shown that it is possible to analyze the enzyme functions of methanogenic and methanotrophic microorganisms in biomass samples – without having to isolate a single microbe. In the EnLightEn project, the team will investigate the enzymes in complex biological samples such as activated sludge from sewage treatment plants. In the long term, the results of this research could be used in synthetic chemistry. The biological blueprints of the enzymes inspire chemists in the development of catalysts that are needed for CO₂ or methane-utilizing reactions.

The European Research Council (ERC) was founded by the European Union in 2007. By funding scientific projects in all disciplines – from engineering to life sciences and the humanities – the ERC enables researchers to develop their own field. It supports outstanding researchers of all nationalities and ages to carry out projects across Europe.

dpd

Die Landwirtschaft steht vor großen Herausforderungen: Sie soll eine wachsende Weltbevölkerung ernähren, ökologisch nachhaltig werden und den Veränderungen der Klimakrise trotzen. Womöglich könnte Roggen ein Teil der Lösung sein: „Bis Mitte des 20. Jahrhunderts war Roggen ein prägender Teil unserer Landwirtschaft“, erzählt Bernd Hackauf vom Julius Kühn-Institut (JKI), „seitdem hat er massiv an Bedeutung verloren.“

Während Landwirte heute in Deutschland auf etwa 3 Millionen Hektar Weizen anbauen, wächst Roggen nur auf etwa 0,6 Millionen Hektar. Mit dieser Fläche ist Deutschland allerdings dank leistungsstarker Hybridsorten bereits der weltgrößte Roggenproduzent. Noch klarer wird der Bedeutungsverlust dieses Getreides, wenn man auf die Erntemengen schaut: Weniger als drei Prozent der 271 Millionen Tonnen Getreide, die Europas Landwirtschaft jährlich produziert, ist Roggen. „Anfang des 20. Jahrhunderts waren in Deutschland noch 43 Betriebe in die Roggenzüchtung involviert, heute sind es nur noch vier bis fünf“, sagt Hackauf.

Selbstbefruchtung erschwert Züchtung

Wie ist dazu gekommen? Roggen ist im Hinblick auf seine Fortpflanzungsbiologie als Fremdbefruchter einzigartig unter den kleinkörnigen Getreidearten. Selbstbefruchtenden Linien, die es vom Roggen gibt, sind beim Ertrag weit abgeschlagen. „Die Fremdbefruchtung macht züchterische Anpassungen extrem komplex“, erklärt Hackauf. Dadurch konnte die Roggenzüchtung zunächst nicht mit der Technisierung in der Landwirtschaft Schritt halten. Vor allem die Wuchshöhe ist nach wie vor eine Herausforderung: Während es bei Weizen vergleichsweise schnell gelungen ist, Winterhärte, Krankheitsresistenz sowie Ertragspotential zu verbessern und vor allem seine Höhe auf etwa 100 Zentimeter zu begrenzen, erreicht Roggen trotz chemischer Wachstumsregler noch immer etwa 140 bis 150 Zentimeter und mehr. Das belegen Studien im Rahmen des kürzlich abgeschlossenen transnationalen Forschungsprojektes RYE-SUS, das die Europäischen Union aus Mitteln des Innovationsprogramms Horizon 2020 gefördert hatte.

Im aktuelle Sortenportfolio ist Roggen damit die längste Getreideart und geht dadurch auch schnell ins Lager, wie es in der Fachsprache heißt: Insbesondere nach Sturm oder Starkregen neigt er sich aus einem aufrechten Stand oder legt sich sogar vollständig auf den Boden. Selbst modernste Mähdrescher können dann die Ernte nicht ohne Verluste aufnehmen. Hinzu kommen Qualitätseinbußen, wenn die Körner in Bodennähe Feuchtigkeit aufnehmen.

Dabei ist Roggen ein Getreide mit großem Potenzial. Die züchterisch herausfordernde Fremdbefruchtung führt dazu, dass sich das Erbgut von einer Generation zur nächsten stark durchmischt. „Die stetig neue Kombination von Genen ermöglicht es dem Roggen, sich schnell anzupassen, wenn sich Umweltbedingungen verändern“, erläutert Hackauf – ein klarer Vorteil in Zeiten des Klimawandels, die durch zunehmende Extremwetterereignisse wie Dürren und Starkregen gekennzeichnet sind. „Es ist doch beruhigend zu wissen, dass wir mit Roggen noch sichere Erträge erzielen und Brot backen können, wenn Weizen längst die  Grenzen seiner Leistungsfähigkeit erreicht hat“, meint der JKI-Forscher. Ernährungsphysiologisch wertvoll ist Roggenbrot aufgrund seines hohen Anteils an Ballaststoffen obendrein. Für eine Renaissance des Roggens als Grundnahrungsmittel spricht die positive Wirkung seiner natürlichen Eigenschaften auf aktuelle Zivilisationskrankheiten wie Übergewicht, Diabetes Typ II oder Herz-Kreislauf-Erkrankungen.

Agriculture is facing major challenges: It needs to feed a growing world population, become ecologically sustainable and withstand the changes brought about by the climate crisis. Rye could possibly be part of the solution: "Until the middle of the 20th century, rye was a key part of our agriculture," says Bernd Hackauf from the Julius Kühn Institute (JKI), "since then it has lost a lot of its importance."

While farmers in Germany today grow wheat on around 3 million hectares, rye only grows on around 0.6 million hectares. With this area, however, Germany is already the world's largest producer of rye thanks to high-performance hybrid varieties. The loss of importance of this grain becomes even clearer when you look at the harvest volumes: Less than three percent of the 271 million tons of grain that Europe's agriculture produces each year is rye. "At the beginning of the 20th century, 43 farms were still involved in rye breeding in Germany, today there are only four to five," says Hackauf.

Self-fertilization hampers breeding

Why did this happen? Rye is unique among small-grain cereals in terms of its reproductive biology as a cross-pollinator. Self-fertilizing lines that exist in rye are inferior in terms of yield. "Cross-pollination renders breeding adaptations extremely complex," explains Hackauf. As a result, rye farming was initially unable to keep pace with the mechanization of agriculture. Growth height in particular is still a challenge: while wheat has been relatively quick to improve winter hardiness, disease resistance and yield potential and, above all, to limit its height to around 100 centimetres, rye still reaches around 140 to 150 centimetres and more despite chemical growth regulators. This is confirmed by studies conducted as part of the recently completed transnational research project RYE-SUS, which was funded by the European Union under the Horizon 2020 innovation program.

In the current variety portfolio, rye is therefore the longest type of grain and therefore quickly sustains lodging damage, as it is called in technical jargon: especially after storms or heavy rain, it bends or even flattens completely on the ground. In such cases, even the most modern combine harvesters cannot pick up the harvest without losses. In addition, there is a loss of quality if the grains absorb moisture close to the ground.

Yet rye is a grain with great potential. Cross-pollination, which is challenging in terms of breeding, means that the genetic material is highly intermixed from one generation to the next. "The ever-changing combination of genes enables rye to adapt quickly when environmental conditions change," explains Hackauf - a clear advantage in times of climate change, which are characterized by increasing extreme weather events such as droughts and heavy rainfall. "It is reassuring to know that we can still achieve reliable yields and bake bread with rye when wheat has long since reached the limits of its performance," says the JKI researcher. Rye bread is also nutritionally valuable due to its high fiber content. The positive effect of rye's natural properties on current lifestyle diseases such as obesity, type II diabetes and cardiovascular diseases speaks for a renaissance of rye as a staple food.

Der Bausektor ist eine äußerst rohstoffintensive Branche und trägt erheblich zu den Treibhausgas-Emissionen bei. Viele Baustoffe – ob Beton oder Dämmstoffe –  bestehen aus erdölbasierten Rohstoffen und werden energieintensiv hergestellt. Dabei gibt es bereits heute vielversprechende Ansätze, die Treibhausgasemissionen des Bausektors zu reduzieren. Dazu gehören regenerative Baustoffe wie Holz, Stroh in Kombination mit Lehm, Hanf, Seegras und viele andere. Doch wie groß ist das Potenzial dieser Baustoffe? Können Holz und Co. tatsächlich herkömmliche Baustoffe wie Zement oder Styropor ersetzen? Wie ist der Beitrag zum Klimaschutz? Und wie sieht es mit dem Brandschutz bei Stroh aus?

Diese und ähnliche Fragen beantwortet die Wanderausstellung FAKTOR WOHNEN – Ökologisch um:bauen mit regenerativen Baustoffen. Die von der Stiftung trias und dem Bauraum MV e.V. konzipierte und realisierte Schau tourt seit 2021 durch die Bundesrepublik und wird mit lokalen Partnern organisiert. Noch bis zum 18. Dezember 2023 ist die Bauaustellung in Greifswald zu sehen, organisiert von der Universitäts- und Hansestadt Greifswald und dem vom Bundesforschungsministerium geförderten WIR!-Bündnis Plant³. Weitere Unterstützer der Ausstellung und des Begleitprogramms sind neben dem BMBF die Wohnungsbau- und Verwaltungsgesellschaft mbH Greifswald (WVG) und die Peter-Warschow-Sammelstiftung.

Potenziale regenerativer Baustoffe entdecken

Die Ausstellung in Greifswald wird im Z4 – Zentrum für Life Science und Plasmatechnologie (Walther-Rathenau-Straße 49 B) präsentiert. Sie widmet sich vor allem den bauphysikalischen Vorteilen regenerativer Baustoffe. Denn in Sachen Wirksamkeit, Baubiologie und Ökologie sind sie mehr als eine Alternative zu herkömmlichen Baustoffen. Anhand von elf interaktiven Schaukästen, Ausstellungswänden und einem Baustoff-Fühlkasten werden die Unterschiede zwischen nachwachsenden und konventionellen Baustoffen aufgezeigt. Die Materialien werden jeweils so präsentiert, wie sie in der Praxis eingesetzt werden, zum Beispiel als Dämmstoff an der Wand oder auf dem Dach.

Auch Baustoffe, die normalerweise unter dem Boden, in der Wand oder unter dem Dach verschwinden, werden in der Fühlbox sichtbar und erlebbar gemacht. Neben herkömmlichen Dämmplatten aus Steinwolle und Polystyrol werden nachhaltige Alternativen wie Dämmplatten und -matten aus Holzfasern, Einblas-/Schüttdämmung aus Seegras, Wärmedämmschüttung aus Hanf, Sockeldämmplatten aus Kork oder Innenausbauplatten aus Stroh gezeigt.

Baustoffe und Dämmmaterial aus Paludikultur

Ein regionaler Schwerpunkt der Ausstellung liegt auf der Nutzung nachwachsender Rohstoffe aus Paludikulturen. Der Anbau und die Nutzung von Schilf oder Rohrkolben birgt ein großes bioökonomisches Potenzial für die Baubranche und eröffnet neue Wertschöpfungsketten für Landwirtinnen und Landwirte.

Workshops, Exkursionen und Fachführungen

Die Ausstellung FAKTOR WOHNEN wird von zahlreichen Veranstaltungen, Workshops und Exkursionen begleitet. Nach vorheriger Anmeldung werden auch Fachführungen für verschiedene Fach- und Altersgruppen angeboten. Dabei wird nicht nur Wissen über die Eigenschaften und den Einsatz nachhaltiger Baustoffe vermittelt. Expertinnen und Experten ordnen das Thema auch in den ökologischen und sozialen Gesamtzusammenhang des Bauens und Wohnens ein.
 
Die Ausstellung richtet sich an alle, die am Bauen interessiert und beteiligt sind. Sie ist von Mittwoch bis Freitag von 12.00 bis 18.00 Uhr und am Samstag von 10.00 bis 15.00 Uhr geöffnet. Der Eintritt ist frei. Für Kinder bietet der Familienservice der Universität Greifswald parallel zum Ausstellungsbesuch Spiel- und Vorleseangebote an.

Sie sind klein, leicht und langlebig und deshalb äußerst beliebt: Lithium-Ionen-Batterien. Nicht nur in vielen elektronischen Geräten wie Handys, Laptops oder Digitalkameras sind die leistungsstarken Energiespender zu finden. Auch die Automobilindustrie setzt bei der Produktion von Elektroautos meist auf Lithium-Ionen-Batterien. Das Problem: Lithium ist nur begrenzt verfügbar und muss importiert werden. Auch der Abbau des Rohstoffs ist oftmals problematisch für Mensch und Umwelt. Forschende der Hochschule Aalen wollen nun eine nachhaltige und kostengünstige Alternative zu den begehrten Lithium-Ionen-Batterien entwickeln.

Mittels Pyrolyse zu nachhaltigen Natrium-Ionen-Batterien

Dabei setzen sie auf Natrium-Ionen-Batterien. Diese enthalten vor allem harte Kohlenstoffe, die sich nach Angaben der Forschenden ressourcenschonend durch Pyrolyse von pflanzlichen Stoffen wie Holzabfällen gewinnen lassen. Bei diesem Verfahren werden die chemischen Verbindungen bei hohen Temperaturen und weitgehend unter Ausschluss von Sauerstoff aufgespalten. Da Holzabfälle jedoch sehr unterschiedlich zusammengesetzt sind, schwanken bisher auch die Eigenschaften der durch die thermochemische Umwandlung gewonnenen Verbindungen stark. Dieses Problem wollen die Aachener Forschenden nun lösen.

Entwicklung eines neuartigen Holzaufschlussverfahrens

Im Projekt HANa soll in den kommenden Jahren ein neuartiges Holzaufschlussverfahren entwickelt werden, das es ermöglicht, aus Holzabfällen die Bestandteile Lignin und Hemizellulose mit definierten Eigenschaften zu gewinnen. Diese Holzbestandteile werden nach Angaben der Forschenden zu harten Kohlenstoffen pyrolysiert, die eine hohe Qualität mit nur geringen Schwankungen aufweisen. In dem ab 2024 laufenden Projekt will das Team um Projektleiter Volker Knoblauch zudem die gesamte Prozesskette abbilden – vom Holzaufschluss über die Pyrolyse und Elektrodenentwicklung bis hin zum Einbau und Test in Batteriezellen.

Förderung durch Carl-Zeiss-Stiftung

Die Arbeit des Projektteams wird von der Carl-Zeiss-Stiftung mit einer Million Euro gefördert. „Es wäre ein riesiger Schritt auf dem Weg zu nachhaltigen Batteriespeichern, und wir freuen uns sehr, dass wir von der Carl-Zeiss-Stiftung den Zuschlag bekommen haben“, sagt Knoblauch.

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They are small, light and long-lasting and therefore extremely popular: lithium-ion batteries. These powerful energy sources are not only found in many electronic devices such as cell phones, laptops and digital cameras. The automotive industry also mostly relies on lithium-ion batteries for the production of electric cars. The problem is that lithium is only available in limited quantities and has to be imported. Mining the raw material is also often problematic for both people and the environment. Researchers at Aalen University now want to develop a sustainable and cost-effective alternative to the coveted lithium-ion batteries.

Using pyrolysis to create sustainable sodium-ion batteries

They are relying on sodium-ion batteries. These primarily contain hard carbons, which, according to the researchers, can be obtained in a resource-saving manner through the pyrolysis of plant materials such as wood waste. In this process, the chemical compounds are broken down at high temperatures and largely in the absence of oxygen. However, as the composition of wood waste varies greatly, the properties of the compounds obtained through thermochemical conversion have also fluctuated greatly to date. The Aachen researchers now want to solve this problem.

Development of a new type of wood pulping process

In the HANa project, a new type of wood pulping process is to be developed in the coming years that will make it possible to extract the components lignin and hemicellulose with defined properties from wood waste. According to the researchers, these wood components are pyrolyzed into hard carbons that are of high quality with only minor fluctuations. In the project, which will run from 2024, the team led by project manager Volker Knoblauch also wants to map the entire process chain – from wood pulping, pyrolysis and electrode development through to installation and testing in battery cells.

Funding from the Carl Zeiss Foundation

The project team's work is being funded by the Carl Zeiss Foundation with one million euros. "It would be a huge step towards sustainable battery storage, and we are delighted to have been awarded the contract by the Carl Zeiss Foundation," says Knoblauch.bb

Reis ist das wichtigste Grundnahrungsmittel weltweit, gleichzeitig enthält das Getreide krebserregendes Arsen, das die Pflanzen aus dem Boden aufnehmen. Die Umweltgeochemikerin Britta Planer-Friedrich von der Universität Bayreuth und ihr Team haben herausgefunden, dass Reisprodukte weit mehr bedenkliches Arsen enthalten könnten als bisher angenommen. Sie kamen einer Gruppe potenziell gesundheitsschädlicher Arsen-Schwefel-Verbindungen – sogenannten Thioarsenaten – auf die Spur. Besonders Dimethylmonothioarsenat (DMMTA) könnte auch für den Menschen toxisch sein. Thioarsenate wie DMMTA waren mit den üblichen Messmethoden in der Vergangenheit nicht erfasst worden. Im Rahmen des in der BMBF-Fördermaßnahme Bioökonomie International geförderten Projekts „Thio-As-Rice“ ging Planer-Friedrich mit dem Pflanzenphysiologen Stephan Clemens und Forschenden aus China dem Problem auf den Grund.

Grüner Wasserstoff soll ein zentraler Energieträger in einer CO₂-neutralen Wirtschaft werden. Neben elektrochemischen Verfahren mit Ökostrom gibt es auch biotechnologische Ansätze, um derartigen Wasserstoff herzustellen. So können bestimmte Enzyme mit geringem Energieeinsatz Wasserstoff erzeugen. Besonders effizient sind darin sogenannte Hydrogenasen der Zwei-Eisen-Typ- [FeFe]-Hydrogenasen. Bereits vor zwölf Jahren identifizierte jedoch ein Forschungsteam unter Beteiligung der Ruhr-Universität Bochum (RUB) einen Gegenspieler, der das Enzym hemmt: Formaldehyd.

Formaldehyd blockiert den Protonen-Nachschub

Formaldehyd ist ein Konservierungsmittel, aber auch ein natürliches Stoffwechselprodukt in Zellen. Weil die Verbindung nicht nur die natürliche Wasserstoffproduktion durch Mikroorganismen hemmt, sondern auch industrielle Prozesse mit isolierten Hydrogenasen stören könnte, hat ein Team der RUB die Interaktion zwischen dem Enzym und dem Konservierungsmittel genauer untersucht.

Im „Journal of the American Chemical Society“ berichten die Forschenden, dass Formaldehyd sich an zwei Stellen mit Hydrogenasen verbindet. Eine dieser Stellen liegt im aktiven Zentrum des Enzyms, dort wo Elektronen und Protonen zu Wasserstoff reagieren. Problematisch ist jedoch die zweite Stelle, über die das Enzym die benötigten Protonen zum aktiven Zentrum transportiert. Dockt Formaldehyd dort an, ist der Nachschub für die Biokatalyse gestört.

Strukturveränderung des Enzyms behebt die Blockade

Das Forschungsteam hat daher den Bauplan des Enzyms genetisch geringfügig verändert, sodass die Protonen immer noch an ihr Ziel gelangen, aber Formaldehyd seine hemmende Wirkung kaum noch ausüben kann. „Zukünftige biotechnologische Anwendungen von [FeFe]-Hydrogenasen könnten durchaus die Anwesenheit von Formaldehyd beinhalten, sodass unsere veränderten, Formaldehyd-resistenten Biokatalysatoren hier zum Einsatz kommen könnten“, erläutert Jifu Duan von der RUB die Auswirkungen der neuen Erkenntnisse. Er hofft zudem, dass sich dieser Zusammenhang auf andere Biokatalysatoren übertragen lässt, die mit ähnlichen Problemen zu kämpfen haben. Auch die Grundlagenforschung könnte profitieren und natürliche Prozesse in Zellen besser verstehen.

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Ob im eigenen Schrank, im Bekleidungsgeschäft oder Hotel: Kleiderbügel sind aus dem Alltag kaum wegzudenken. Ein Forschungsteam der Technischen Universität Dresden will nun mehr Nachhaltigkeit in den Bereich bringen. Im Rahmen des Vorhabens „CellFormDesign“ wollen die Forschenden gemeinsam mit dem Kleiderbügelhersteller MAWA GmbH materialspezifische Technologien entwickeln, um kreislauffähige Kleiderbügel aus Naturfasern herzustellen. Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft unterstützt.

Eco-Bügel aus Agrarreststoffen

„Aus landwirtschaftlichen Pflanzenresten und -abfällen, zum Beispiel Hopfen, sowie aus Altpapier und Zellstoff wird so ohne den Zusatz von fossilen Polymeren eine biobasierte Faserformmasse hergestellt“, berichtet Michaela Schenk, Inhaberin und Geschäftsführerin der MAWA GmbH. „Die Naturfasern werden gemahlen, weiterverarbeitet und zu Bauteilen gepresst und getrocknet – am Ende des Prozesses soll unsere neue Eco-Bügel-Serie P-Cycle entstehen.“

Individuelle Formgebung mittels patentierter Technologie

Die zermahlenen Naturfasern werden mithilfe eines patentierten Verfahrens weiterverarbeitet, das die Dresdner Forschenden entwickelt haben – die Vakuumpresstrocknung. Dabei handelt es sich um einen Verdichtungs- und Trocknungsprozess, der die bisherigen kostenintensiven Heißpressanlagen ersetzt und im Projekt weiterentwickelt werden soll. Ziel ist es, bei niedrigen Werkzeugkosten Formänderungen möglichst variabel zu gestalten, so dass individuelle Designwünsche erfüllt werden können.

Kleiderbügel über die Papiertonne recycelbar

Darüberhinaus steht auch das Recycling im Visier des Projektteams. Kleiderbügel, die im privaten Bereich zum Einsatz kommen, sollen demnach über die Papiertonne recycelbar sein. Im gewerblichen Bereich, wo größere Mengen anfallen, ist eine Rücknahme der Kleiderbügel mit anschließendem Recycling geplant. Der Vorteil: Durch das Recycling nach der Nutzung können Rohstoffe zurückgewonnen werden und auch der CO₂-Ausstoß wird reduziert.

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Nach einer digitalen Ausgabe im Vorjahr fand das vom Bioökonomierat der Bundesregierung ausgerichtete Bioökonomieforum diesmal in Präsenz statt, und die Organisatoren durften sich über ein volles Haus freuen: mehr als 200 Akteure aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Verwaltung waren vom 4. und 5. Dezember ins Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) am Kapelle-Ufer in Berlin gekommen, um sich über die neuesten Entwicklungen in Sachen biobasiertes Wirtschaften auszutauschen.

Inhaltlich orientierte sich das Forum an den Handlungsempfehlungen des Bioökonomierates zur Umsetzung der Nationalen Bioökonomiestrategie, die das unabhängige Gremium in diesem Jahr an die Bundesregierung übergeben hatte. Die Co-Vorsitzenden des Bioökonomierats, Daniela Thrän und Iris Lewandowski, begrüßten die Teilnehmenden und spannten mit eigenen Impulsbeiträgen den inhaltlichen Rahmen auf. Moderiert wurde die Veranstaltung von Désirée Duray.

Biotechnologie in allen Anwendungsfeldern voranbringen

Die Veranstaltung wartete mit einer bemerkenswert hohen Dichte an Mitgliedern der Bundesregierung auf: Die Präsenz von gleich drei Bundesministern zeigte, welchen Stellenwert das Thema Bioökonomie hierzulande mittlerweile hat. Den Auftakt machte Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger, die als Gastgeberin die Teilnehmenden begrüßte. „Die Bioökonomie ist keine Zukunftsmusik, sondern sie ist real und viele Innovationen sind bereits greifbar“, sagte sie. Auf dem Weg in ein nachhaltiges, biobasiertes Wirtschaften brauche es Entschlossenheit, diesen Raum zu gestalten. „Eine wichtige Voraussetzung ist die Technologieoffenheit im Wettbewerb um die besten Lösungen“, sagte Stark-Watzinger. Innovative Ansätze für nachhaltige Agrar- und Ernährungssysteme zählten genauso dazu wie die Herstellung von Chemikalien aus CO₂.

„Wir setzen auf die Biotechnologie und wollen sie in allen Anwendungsfeldern voranbringen.“ Das gelte auch für die Neuen Züchtungstechniken. Biolandbau und Biotechnologie seien hier kein Gegensatz, sondern könnten zusammen funktionieren. „Hier kann man Wege gemeinsam gestalten“, sagte sie. Es sei im Sinne der Zukunftsstrategie Forschung und Innovation, Bioökonomie wirksam zu machen und den Forschungstransfer hin zu biobasierten Innovationen voranzutreiben. „Dafür brauchen wir starke Partner – sowohl auf nationaler wie auch auf internationaler Ebene“, so Stark-Watzinger und dankte dem Bioökonomierat für seine Arbeit in den vergangenen Jahren.

Hochskalieren der Möglichkeiten

Auch Bundeswirtschaftsminister und Vizekanzler Robert Habeck war für ein Grußwort ins BMBF gekommen. Auf dem Weg in eine dekarbonisierte Lebensweise liege der Hauptfokus auf der Energieerzeugung und den Sektoren Verkehr und Bau. „Doch auch in zahlreichen Produkten des Alltags stecken immer noch fossile Rohstoffe. Überall da, wo Erdöl durch bioökonomische Lösungen ersetzt werden kann, hat man einen Fortschritt“, sagte Habeck. Die Erzeugung und Nutzung von Biomasse bewege sich in mehreren Spannungsfeldern, etwa bei der Biodiversität und der Nutzungskonkurrenz. „Bioökonomische Lösungen dürften andere Probleme nicht verschärfen.“

In der Forschung zur Bioökonomie sei bisher schon Beachtliches geleistet worden. Jetzt gelte es, Innovationen mit Nachdruck in die Marktreife zu überführen. Einen wichtigen Schlüssel sieht Habeck im „Hochskalieren der Möglichkeiten“, also darin, verstärkt Produktionsanlagen in den Industriemaßstab zu bringen. Solche Subventionen seien gut angelegtes Geld. Auch das Konzept der Kaskadennutzung müsse stärker ausgebaut werden, um Kreisläufe zu schließen. „Zudem müssen wir über verschiedene Instrumente die Nachfrage stimulieren, damit bioökonomische Produkte in der Gesellschaft auch angenommen werden“, sagte Habeck.

After a digital edition last year, the Bioeconomy Forum hosted by the Federal Government's Bioeconomy Council took place in person this time, and the organizers were pleased to welcome a full house: more than 200 stakeholders from science, business, politics and administration came to the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) on Kapelle-Ufer in Berlin on 4 and 5 December to discuss the latest developments in the bio-based economy.

The content of the forum was based on the Bioeconomy Council's recommendations for action to implement the National Bioeconomy Strategy, which the independent body submitted to the German government this year. The co-chairs of the Bioeconomy Council, Daniela Thrän and Iris Lewandowski, welcomed the participants and set the contextual framework with their own keynote speeches. The event was moderated by Désirée Duray.

Advancing biotechnology in all fields of application

The event featured a remarkably high density of members of the German government: The presence of no less than three federal ministers showed the importance that the topic of bioeconomy now has in this country. Federal Research Minister Bettina Stark-Watzinger kicked off the event by welcoming the participants. "Bioeconomy is not a dream of the future, it is real and many innovations are already within reach," she said. On the way to a sustainable, bio-based economy, determination is needed to shape this area. "An important prerequisite is openness to technology in the competition for the best solutions," said Stark-Watzinger. Innovative approaches for sustainable agricultural and food systems are just as much a part of this as the production of chemicals from CO₂.

"We are focusing on biotechnology and want to advance it in all fields of application." This also applies to new breeding techniques. Organic farming and biotechnology are not mutually exclusive, but can work together. "We can shape paths together here," she said. It is in the spirit of the Future Strategy for Research and Innovation to make the bioeconomy effective and to drive forward the transfer of research towards bio-based innovations. "We need strong partners for this – both at national and international level," said Stark-Watzinger, thanking the Bioeconomy Council for its work in recent years.

Upscaling the possibilities

Federal Minister of Economics and Vice Chancellor Robert Habeck also came to the BMBF to give a welcome address. On the way to a decarbonized lifestyle, the main focus is on energy generation and the transport and construction sectors. "But numerous everyday products still contain fossil raw materials. Wherever oil can be replaced by bioeconomic solutions, progress is being made," said Habeck. The production and use of biomass is subject to several areas of tension, such as biodiversity and competition for use. "Bioeconomic solutions should not exacerbate other problems."

He said that considerable achievements had already been made in bioeconomy research. Now it is important to bring innovations to market maturity with vigor. Habeck sees an important key in "scaling up the possibilities", i.e. increasingly bringing production facilities to industrial scale. Such subsidies are money well spent. The concept of cascading use also needs to be expanded more in order to close cycles. "We also need to use various instruments to stimulate demand so that bioeconomic products are also accepted by society," said Habeck.