Aktuelle Veranstaltungen

Bio-LNG ist ein Mix aus fossilem Flüssigerdgas (LNG) und verflüssigtem Biomethan. Da Biomethan aus nachhaltigen Reststoffen, wie beispielsweise Gülle und Mist gewonnen wird, ist dessen sogenannte CO₂-Intensität negativ. Durch das entstehende Gemisch Bio-LNG aus Biomethan und fossilem Methan können daher CO₂-Emissionen eingespart werden.

Mitte April hat Shell Deutschland nun die bundesweit größte Anlage zur Herstellung von Bio-LNG im Energy and Chemicals Park Rheinland im Kölner Süden feierlich in Betrieb genommen. Bis zu 100.000 Tonnen des CO₂-ärmeren Kraftstoffes sollen hier jährlich für Schwerlasttransporter produziert werden.

„Damit könnten jährlich 4.000 bis 5.000 LNG-Lkw betankt und bis zu einer Million Tonnen CO₂ vermieden werden“, teilte Shell mit. „Die Eröffnung ist ein wichtiges Signal für Investitionen, Arbeitsplatzsicherung sowie Strukturwandel – und damit Teil der Energiewende in Deutschland“, sagte Michael Kellner, Parlamentarischer Staatssekretär des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz, bei der Eröffnung der Anlage.

Anlage zur Verflüssigung von Biomethan

„Wir wollen die gesamte Wertschöpfungskette für Bio-LNG bedienen. Dafür hat Shell bereits ein europaweites Netz mit 90 Tankstellen zur Betankung von LNG-Lkw aufgebaut, darunter 36 Stationen in Deutschland. Mit dem Verflüssiger im Rheinland treiben wir nicht nur die Transformation des Standortes voran, sondern fügen der Wertschöpfungskette einen weiteren wichtigen Baustein hinzu“, sagt Felix Faber, Geschäftsführer von Shell Deutschland.

Biomethan kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher organischer Abfälle wie landwirtschaftlichen Rückständen, Siedlungsabfällen und Gülle hergestellt werden. Die CO₂-Intensität von Biomethan variiert je nach Ausgangsmaterial stark und beträgt zwischen -88 gCO₂/MJ und +50 gCO₂/MJ. Fossiles LNG – oft als graues LNG bezeichnet – hat eine CO₂-Intensität von 74 g CO₂/MJ. Durch die Mischung von Biomethan und fossilem Methan unterschiedlicher CO₂-Intensitäten ist Shell nach eigenen Angaben in der Lage, LNG-Kraftstoff mit einer durchschnittlichen CO₂-Intensität von 0 gCO₂/MJ oder weniger anzubieten.

Shell will eigenen Angaben nach bis 2050 ein „Netto-Null-CO₂-Unternehmen“ werden und daher seine Aktivitäten „bei CO₂-ärmeren Molekülen, wie in Bio-LNG für Lkw-Kraftstoffe“ weiter ausbauen. Die Eröffnung der Anlage ist hierfür ein wichtiger Baustein.

Biomethan überzeugt als Treibstoff

Dass Treibstoffe aus landwirtschaftlichen Reststoffen – vor allem Biomethan – eine vielversprechende und kostengünstige Alternative zu herkömmlichen Kraftstoffen sein können, hat kürzlich eine Studie der Universität Hohenheim gezeigt. Die Untersuchungen ergaben, dass mit regenerativ erzeugtem Bio-LNG als Lkw- und Landmaschinen-Treibstoff der CO₂-Ausstoß im Schnitt um mehr als 65 % verringert werden kann.

bb/pg

Bio-LNG is a mix of fossil liquefied natural gas (LNG) and liquefied biomethane. As biomethane is obtained from sustainable residues such as slurry and manure, its CO₂ intensity is negative. The resulting mixture of bio-LNG from biomethane and fossil methane can therefore reduce CO₂ emissions.

In mid-April, Shell Deutschland officially opened Germany's largest plant for the production of bio-LNG at the Energy and Chemicals Park Rheinland in the south of Cologne. Up to 100,000 tonnes of the less carbon-intensive fuel are to be produced here annually for heavy goods vehicles.

"This could fuel 4,000 to 5,000 LNG trucks a year and avoid up to one million tonnes of CO₂," Shell announced. "The opening is an important signal for investment, job security and structural change – and therefore part of the energy transition in Germany," said Michael Kellner, Parliamentary State Secretary at the Federal Ministry for Economic Affairs and Climate Protection, at the opening of the plant.

Plant for the liquefaction of biomethane

"We want to serve the entire value chain for bio-LNG. To this end, Shell has already established a Europe-wide network of 90 filling stations for refuelling LNG trucks, including 36 stations in Germany. With the liquefier in the Rhineland, we are not only driving forward the transformation of the site, but also adding another important building block to the value chain," says Felix Faber, Managing Director of Shell Germany.

Biomethane can be produced from a variety of different organic wastes such as agricultural residues, municipal waste and liquid manure. The CO₂ intensity of biomethane varies greatly depending on the source material and is between -88 gCO₂/MJ and +50 gCO₂/MJ. Fossil LNG – often referred to as grey LNG – has a CO₂ intensity of 74 g CO₂/MJ. By blending biomethane and fossil methane of different CO₂ intensities, Shell says it is able to offer LNG fuel with an average CO₂ intensity of 0 gCO₂/MJ or less.

According to Shell, it wants to become a "net-zero CO₂ company" by 2050 and is therefore further expanding its activities "in lower-CO₂ molecules, such as in bio-LNG for truck fuels". The opening of the plant is an important building block for this.

Biomethane makes a convincing fuel

A recent study by the University of Hohenheim has shown that fuels from agricultural residues – especially biomethane – can be a promising and cost-effective alternative to conventional fuels. The investigations showed that using regeneratively produced bio-LNG as a fuel for lorries and agricultural machinery can reduce CO₂ emissions by more than 65% on average.

bb/pg

Die Mehrheit der Landpflanzen lebt in Symbiose mit Mykorrhiza-Pilzen. Die Pilzgeflechte an den Wurzeln versorgen die Pflanzen mit wichtigen Nährstoffen wie Phosphor und Stickstoff sowie Wasser aus dem Boden. Im Gegenzug wird der Pilz mit Kohlenstoff ernährt, den die Pflanze aus der Photosynthese gewinnt und beisteuert. Wie wichtig diese Lebensgemeinschaft für Pflanzen, Pilze sowie Ökosysteme ist, wurde bereits mit Studien untermauert.

Dass jedoch insbesondere Wälder von ganzen Netzwerken aus Pflanzenwurzeln und Pilzgewebe durchzogen sein könnten, ist in der wissenschaftlichen Community bislang umstritten. Ein internationales Konsortium unter Beteiligung der Universität Bayreuth liefert nun den Beweis für die Existenz dieses sogenannten Wood Wide Web sowie dessen Funktion und Bedeutung. Die Forschenden berichten im Fachjournal „Nature Plants“ über ihre Arbeiten.

Mykoheterotrophe Pflanzen liefern Beweis für Wood Wide Web

Im Rahmen der Studie haben die Forschenden die Bedeutung des unterirdischen Netzwerkes kritisch hinterfragt und dafür die Fachliteratur auf Hinweise zum Vorkommen des Wood Wide Web durchforstet. Hier stellten sie fest, dass bisher eine wichtige Pflanzengruppe weitgehend übersehen wurde, die nach Überzeugung der Wissenschaftler allerdings „einen ganz offensichtlichen Beleg für die Existenz von Mykorrhiza-Netzwerken liefert“ – und zwar die mykoheterotrophen Pflanzen.

Mykoheterotrophe Pflanzen erhalten anders als autotrophe Pflanzen, zu denen grüne Pflanzen zählen, Kohlenstoff nicht aus der Photosynthese der Pflanze, sondern über einen Pilzpartner. Diese bisher wenig beachteten kleinen Waldpflänzchen nahm das Forschungsteam nun genauer ins Visier.

Mykorrhiza-Pilze bilden weitere Partnerschaft mit Waldbäumen

Der Studie zufolge besitzen mykoheterotrophe Pflanzen zwar keine grünen Blätter und müssen sich daher vollständig auf Kosten der Mykorrhiza-Pilze ernähren. Diese Pilzpartner gehen jedoch gleichzeitig eine zweite Partnerschaft mit Waldbäumen ein und vermitteln so den Kohlenstoffaustausch zwischen den Pflanzen. Diese mykoheterotroph lebenden Pflanzen seien zwar meist klein und würden am Waldboden schnell übersehen, würden jedoch den entscheidenden Nachweis für die Bedeutung des „Wood Wide Web“ liefern, da Mykorrhiza-Netzwerke in Wäldern den Kohlenstofftransfer zwischen den Pflanzen unterstützen, schreiben die Forschenden.

„Damit belegen die vollständig mykoheterotrophen Pflanzen die Existenz von Mykorrhiza-Netzwerken, an denen mindestens drei Partner – zwei Pflanzen und ein Pilz – beteiligt sind“, sagt der Bayreuther Forscher Gerhard Gebauer, der gemeinsam mit seiner Kollegin Franziska Zahn an der Studie mitgewirkt hat.

Kohlenstofftransfer auf verschiedenen Wegen möglich

Diese Erkenntnisse würden nicht nur die bisherige Lehrmeinung des Kohlenstoff-gegen-Nährstoff-Transfers in der Symbiose zwischen einem Pilz und einer Pflanze infrage stellen. Auch die Annahme, dass sich alle grünen Pflanzen strikt durch Kohlenstoffgewinn über die Photosynthese ernähren, müsse hinterfragt werden. Wie die Forschenden schreiben, gibt es eine Bandbreite an Möglichkeiten für den Kohlenstofftransfer.

Neben den vollständig mykoheterotrophen Pflanzen, die Kohlenstoff ausschließlich vom Pilzpartner beziehen, und den autotrophen Pflanzen, die Kohlenstoff ausschließlich aus der Photosynthese erhalten, gibt es nach Ansicht der Forschenden auch Pflanzen, „die sich zu unterschiedlichen Anteilen auf Kosten des Pilzpartners und aus der Photosynthese ernähren“.

The majority of land plants live in symbiosis with mycorrhizal fungi. The fungal networks on the roots supply the plants with important nutrients such as phosphorus and nitrogen as well as water from the soil. In return, the fungus is nourished with carbon, which the plant obtains and contributes from photosynthesis. Studies have already confirmed the importance of this biocoenosis for plants, fungi and ecosystems.

However, the fact that forests in particular could be permeated by entire networks of plant roots and fungal tissue has been controversial in the scientific community to date. An international consortium involving the University of Bayreuth has now provided proof of the existence of this so-called Wood Wide Web as well as its function and significance. The researchers report on their work in the scientific journal "Nature Plants".

Mycoheterotrophic plants provide evidence for Wood Wide Web

As part of the study, the researchers critically examined the significance of the underground network and scoured the specialist literature for evidence of the existence of the Wood Wide Web. They found that one important group of plants had been largely overlooked until now, but which, according to the scientists, "provides very obvious evidence for the existence of mycorrhizal networks" – namely mycoheterotrophic plants.

Unlike autotrophic plants, which include green plants, mycoheterotrophic plants do not obtain carbon from the plant's photosynthesis, but from a fungal partner. The research team has now taken a closer look at these small forest plants, which have received little attention to date.

Mycorrhizal fungi form further symbiosis with forest trees

According to the study, mycoheterotrophic plants do not have green leaves and therefore have to feed themselves entirely at the expense of mycorrhizal fungi. However, these fungal partners simultaneously enter into a second partnership with forest trees and thus mediate the carbon exchange between the plants. Although these mycoheterotrophic plants are usually small and easily overlooked on the forest floor, they provide crucial evidence for the importance of the "Wood Wide Web", as mycorrhizal networks in forests support carbon transfer between plants, the researchers write.

"The fully mycoheterotrophic plants thus prove the existence of mycorrhizal networks in which at least three partners – two plants and a fungus – are involved," says Bayreuth researcher Gerhard Gebauer, who worked on the study together with his colleague Franziska Zahn.

Carbon transfer possible in various ways

These findings would not only call into question the previous doctrine of carbon versus nutrient transfer in the symbiosis between a fungus and a plant. The assumption that all green plants feed themselves strictly by obtaining carbon via photosynthesis must also be questioned. As the researchers write, there is a wide range of possibilities for carbon transfer.

In addition to completely mycoheterotrophic plants, which obtain carbon exclusively from the fungal partner, and autotrophic plants, which obtain carbon exclusively from photosynthesis, there are also plants, according to the researchers, "which feed to varying degrees at the expense of the fungal partner and from photosynthesis".

Das Team EveryCarbon um den Hamburger Mikrobiologen Johannes Gescher gehört zu den acht Gewinnerteams der SPRIND Challenge „Circular Biomanufacturing“. In den kommenden drei Jahren will die interdisziplinäre Gruppe beweisen, dass ausgestoßenes Kohlendioxid direkt als Kohlenstoffquelle für die mikrobielle Synthese von Produkten wie Kunststoffe genutzt werden kann. Die Bundesagentur für Sprunginnovationen SPRIND unterstützt die Arbeit mit einer Fördersumme in Millionenhöhe (davon 1,5 Mio. Euro im ersten Jahr).

„Energizing a Sustainable Industry“ ist das Leitthema der Hannover Messe 2024. Im Fokus der weltgrößten Industriemesse stehen dieses Jahr vor allem Innovationen für die nachhaltige Produktion und Energieversorgung der Zukunft. Gezeigt werden Lösungen für eine CO₂-neutrale Produktion, KI-basierte Technologien und grüne Wasserstoffproduktion. Neben Innovationen aus dem Bereich Maschinenbau, Elektro- und Digitalindustrie sowie Energiewirtschaft präsentieren Forschungseinrichtungen und Unternehmen, wie biobasierte Innovationen die Transformation der Industrieproduktion mitgestalten.

Gut besuchtes Schaufenster Bioökonomie

Im Future Hub in Halle 2, wo traditionell die neuesten Trends aus den Innovationsschmieden aus Wissenschaft und Industrie gezeigt werden, präsentieren im „Schaufenster Bioökonomie“ (Stand A35) auch in diesem Jahr Bioökonomie-Akteure ihre Innovationen. Am Gemeinschaftsstand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) und Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) werden 18 aktuelle Forschungs- und Entwicklungsprojekte vorgestellt. Der Stand wird von den zuständigen Projektträgern der beiden Ministerien betreut, dem Projektträger Jülich (PtJ) und der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR).

Die Bandbreite der vorgestellten Lösungsansätze reicht vom Bausektor über die Energie- bis hin zur Nahrungsmittelwirtschaft. Dazu gehören effiziente Biogasanlagen, neuartige Lebensmittel, biobasierte Kunst- und Werkstoffe für die Bau-, Verpackungs- und Automobilindustrie sowie nachhaltige biobasierte Textilien. Highlight zum Messeauftakt: Bei ihrer Tour durch die Hannover Messe machte Bundesforschungsministerin Bettina Stark-Watzinger auch beim „Schaufenster Bioökonomie“ Station und informierte sich über die präsentierten Innovationen.

"Energising a Sustainable Industry" is the guiding theme of Hannover Messe 2024. This year, the world's largest industrial trade fair is focussing on innovations for the sustainable production and energy supply of the future. Solutions for CO₂-neutral production, AI-based technologies and green hydrogen production are on display. In addition to innovations from the mechanical engineering, electrical and digital industries as well as the energy sector, research institutions and companies are presenting how bio-based innovations are helping to shape the transformation of industrial production.

Well-attended bioeconomy showcase

In the Future Hub in Hall 2, where the latest trends from the innovation hotbeds of science and industry are traditionally on display, bioeconomy players are once again presenting their innovations in the "Bioeconomy Showcase" (Stand A35) this year. At the joint stand of the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and the Federal Ministry of Food and Agriculture (BMEL), 18 current research and development projects are being exhibited. The stand is being organised by the responsible project management agencies of the two ministries, Project Management Jülich (PtJ) and the Agency for Renewable Resources (FNR).

The range of solutions presented extends from the construction sector to the energy and food industries. These include efficient biogas plants, new types of food, bio-based plastics and materials for the construction, packaging and automotive industries as well as sustainable bio-based textiles. Highlight at the start of the trade fair: During her tour of the Hannover Messe, Federal Research Minister Bettina Stark-Watzinger also visited the "Bioeconomy Showcase" to find out about the innovations on display.

Die Nachfrage nach umweltfreundlichen und ressourcenschonenden Produkten wächst und damit auch die Suche der Unternehmen nach Alternativen zu ihren bisherigen oftmals erdölbasierten Produktionsmitteln und -prozessen. Das Münchner Biotechnologie-Start-up Insempra hat eine Technologieplattform entwickelt, die es ermöglicht, natürliche Inhaltsstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu gewinnen.

Nun konnte das Start-up im Rahmen einer Serie-A-Finanzierungsrunde 20 Mio. US-Dollar von Investoren einwerben. Zu der Investorengruppe gehören EQT Ventures (Lead), BlueYard Capital, Possible Ventures, Taavet Sten und Acequia Capital. Als neue Investoren konnten Bayern Kapital, Henkel dx Ventures und Alante Capital gewonnen werden.

Skalierungspotenzial der Technologie ist enorm

„Verbraucher und Endkunden fordern Nachhaltigkeit und Klimaschutz zunehmend ein, die Politik schärft die regulatorischen Rahmenbedingungen und die Unternehmen müssen sich in Folge anpassen“, erklärt Monika Steger, Geschäftsführerin von Bayern Kapital, der Venture-Capital-Gesellschaft des Freistaates Bayern. „In allen Sektoren, Kosmetik, Mode und Körperpflege bis hin zu Lebensmitteln, sind Hersteller deshalb auf der Suche nach nachhaltigen Alternativen für die Basismaterialien und Inhaltsstoffe in ihren Produkten. Insempra kann genau solche nachhaltigen Produktionsmittel entwickeln. Das Skalierungspotenzial der innovativen Technologie ist enorm. Deshalb unterstützen wir Insempra gerne bei seinem Wachstum.“

Entwicklung und Markteinführung vorantreiben

Insempra wurde 2021 von Geschäftsführer Jens Klein unter dem damaligen Namen Origin.Bio gegründet. Starthilfe leistete damals eine Seed-Finanzierungsrunde, in der 15 Mio. US-Dollar eingeworben werden konnten. Mit dem frischen Kapital will das Münchner Start-up nun seine innovative Technologieplattform ausbauen und die Produktion hochwertiger biobasierter Inhaltsstoffe in industriellem Maßstab vorantreiben.

„Wir sind dankbar für die Unterstützung unserer Investoren, die das Potenzial unserer marktführenden Prozesse und innovativen Technologieplattform sofort erkannt haben. Unser Ziel ist es, unsere Kapazitäten weiter auszubauen, um nachhaltige Materialien zu entwickeln, die qualitativ hochwertig sind und dabei helfen, die Abhängigkeit produzierender Unternehmen von chemischen, industriellen Materialien zu reduzieren“, sagt Jens Klein, Gründer und CEO von Insempra.

Funktionelle Inhaltsstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen

Insempra ist ein Unternehmen, das sich dem Ansatz der Synthetischen Biologie verschrieben hat: In diesem Zukunftsfeld werden Biowissenschaften und Technologie kombiniert, um die gezielte Erzeugung biologischer Systeme mit neuen Eigenschaften zu ermöglichen. Mithilfe der speziellen Plattformtechnologie ist Insempra eigenen Angaben nach in der Lage, funktionelle Inhaltsstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe für Anwendungen in der Kosmetik-, Lebensmittel- und Textilindustrie herzustellen, ohne dabei an Effizienz und Skalierbarkeit zu verlieren. Unter anderem stellt das Unternehmen Lipide für Anwendungen für Kosmetika und Lebensmittel her, aber auch biologisch abbaubare Alternativen für alltägliche Materialien wie Polymere und Textilien. Mehrere Produkte wie Aromen und Duftstoffe sind bereits auf dem Markt.

Bei der Herstellung nachhaltiger Inhaltsstoffe nimmt Insempra nicht nur nachwachsende Rohstoffe ins Visier. Im Projekt BioTreasure wird das Biotech-Start-up Verfahren zur mikrobiellen Herstellung von Polyester und Polyamiden aus Rest- und Abfallstoffen entwickeln. Als eines der Siegerteams der Circular Bioproduction Challenge wird das Insempra-Team in den kommenden drei Jahren von der Bundesagentur für Sprunginnovationen SPRIND mit einer Förderung in Millionenhöhe unterstützt.

bb/pg

The demand for environmentally friendly and resource-conserving products is growing, and with it the search by companies for alternatives to their previous, often petroleum-based production methods and processes. The Munich-based biotechnology start-up Insempra has developed a technology platform that makes it possible to obtain natural ingredients from renewable raw materials.

The start-up has now raised USD 20 million from investors as part of a Series A financing round. The group of investors includes EQT Ventures (lead), BlueYard Capital, Possible Ventures, Taavet Sten and Acequia Capital. Bayern Kapital, Henkel dx Ventures and Alante Capital were acquired as new investors.

The scaling potential of the technology is enormous

"Consumers and end customers are increasingly demanding sustainability and climate protection, politicians are tightening the regulatory framework and companies are having to adapt as a result," explains Monika Steger, Managing Director of Bayern Kapital, the venture capital company of the Free State of Bavaria. "In all sectors, from cosmetics, fashion and personal care to food, manufacturers are therefore looking for sustainable alternatives for the base materials and ingredients in their products. Insempra can develop precisely such sustainable means of production. The scaling potential of this innovative technology is enormous. That is why we are happy to support Insempra in its growth."

Driving forward development and market launch

Insempra was founded in 2021 by Managing Director Jens Klein under the former name Origin.Bio. A seed financing round, in which USD 15 million was raised, provided start-up support at the time. The Munich-based start-up now intends to use the fresh capital to expand its innovative technology platform and drive forward the production of high-quality bio-based ingredients on an industrial scale.

"We are grateful for the support of our investors, who immediately recognised the potential of our market-leading processes and innovative technology platform. Our goal is to further expand our capacity to develop sustainable materials that are of high quality and help reduce the dependence of manufacturing companies on chemical industrial materials," says Jens Klein, founder and CEO of Insempra.

Functional ingredients from renewable raw materials

Insempra is a company dedicated to the synthetic biology approach: In this future-oriented field, biosciences and technology are combined to enable the targeted creation of biological systems with new properties. With the help of its special platform technology, Insempra says it is able to produce functional ingredients based on renewable raw materials for applications in the cosmetics, food and textile industries without losing efficiency and scalability. Among other things, the company produces lipids for cosmetics and food applications, as well as biodegradable alternatives for everyday materials such as polymers and textiles. Several products such as flavours and fragrances are already on the market.

Insempra is not only focussing on renewable raw materials in the production of sustainable ingredients. In the BioTreasure project, the biotech start-up will develop processes for the microbial production of polyester and polyamides from residual and waste materials. As one of the winning teams in the Circular Bioproduction Challenge, the Insempra team will receive millions in funding over the next three years from the German Federal Agency for Disruptive Innovation SPRIND.

bb/pg

Bei der Aufbereitung von Trinkwasser oder Industrieabwasser werden Flockungsmittel eingesetzt. Mit ihrer Hilfe können feinste Verunreinigungen abgetrennt werden, da das Mittel diese Partikel zu großen Flocken bündelt, die dann zu Boden sinken oder abgefiltert werden können, sodass das Wasser wieder klar wird.

Bei der Aufbereitung von industriellen Abwässern, etwa in der Papierindustrie oder in Kläranlagen, kommen jedoch häufig anorganische Metallsalze wie Eisen- oder Aluminiumsulfate und -chloride zum Einsatz, die zusätzlich mit polymeren – also fossilen – Flockungsmitteln ergänzt werden. Aufgrund dieser zugesetzten Chemikalien kann der Schlamm jedoch nicht weiterverwendet werden, sondern muss aufwändig entsorgt werden.

Biologisch abbaubares Flockungsmittel auf basis von Chitosan

Forschende am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB haben nun gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP ein Flockungsmittel entwickelt, das vollständig biologisch abbaubar ist. Zum Einsatz kommt hier Chitosan, das aus dem zweithäufigsten natürlichen Polymer Chitin gewonnen wird. Das Polysaccharid, enthalten in den Schalen von Krustentieren, aber auch in Pilzen, ist wegen seiner strukturgebenden, biokompatiblen und antimikrobiellen Eigenschaften seit langem ein interessanter Rohstoff für die Bioökonomie.

Im Rahmen eines zweijährigen Forschungsprojektes hat das Fraunhofer-Team das aus Chitin gewonnene Biopolymer Chitosan für die Abwasseraufbereitung funktionalisiert. Dafür wurde das Enzym Laccase, das in Pflanzen, Pilzen und Bakterien enthalten ist, an die Matrix des Biopolymers gebunden. Denn Laccasen sind an der Vernetzung aromatischer Monomere zu Lignin und auch an dessen Abbau beteiligt. Sie besitzen die Eigenschaft, toxische Phenole zu oxidieren, also zu entfernen.

Gute Ergebnisse bei Abwässern aus Wein- und Olivenölherstellung

Um die Wirkung des mit Laccase funktionalisierten Chitosans mit realen Abwässern – konkret aus der Wein- und Ölivenölherstellung – überprüfen zu können, wurde am IGB eine entsprechende Methodik und Analytik etabliert. „Eine der Herausforderungen war, das polymere Chitosan in Lösung zu bringen, damit es überhaupt als Flockungsmittel dosiert werden und seine Wirkung zur Bindung von Polyphenolen, Tanninen und Gerbstoffen entfalten kann“, so Thomas Hahn vom Fraunhofer IGB. „Da für die Laccase ein leicht saures Milieu optimal ist, haben wir für die typischen Abwässer aus der Wein- oder Olivenölherstellung gleich sehr gute Ergebnisse erzielt.“

„Unsere Technologie weist für komplexe agroindustrielle Abwässer eine Flockungsleistung auf, die mit der von herkömmlich eingesetzten metallsalzhaltigen Koagulationsmitteln oder synthetischen polymeren Flockungsmitteln vergleichbar ist“, erläuterte Marc Beckett, Experte im Bereich Wassermanagement und Wasseraufbereitung am IGB. „LaChiPur, wie wir unser funktionalisiertes Produkt nennen, ist aber vollständig biobasiert und lässt sich somit biologisch abbauen.“

Kombination mit Enzym bringt mehrere Vorteile

Den Forschenden zufolge hat die Kombination mit Laccase bei diesen Abwässern gleich mehrere Vorteile: Das funktionalisierte Chitosan kann hier nicht nur als Flockungsmittel eingesetzt werden, sondern gleichzeitig auch Phenole oxidieren, polymerisieren und ebenfalls sedimentieren. Außerdem handelt es sich bei dem Ausgangsstoff Chitin um einen Reststoff, der lokal in der Lebensmittel- oder Biotechnologieindustrie in großen Mengen anfällt. Aber nicht nur das: Wird der nach der Flockung entstehende abbaubare Schlamm in Kläranlagen vergärt, könne dies auch die Biogasausbeute deutlich erhöhen, schreiben die Forschenden.

„LaChiPur eignet sich ebenso als Filtermaterial und weist Eigenschaften von Fällmitteln auf. Daher wollen wir unser Produkt auch für den Einsatz in der Phosphorfällung weiterentwickeln. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es zudem für die Reinigung von Textilabwässern oder den Einsatz in der Trinkwasseraufbereitung interessant“, sind die IGB-Wissenschaftler überzeugt. Aufgrund der vielversprechenden Ergebnisse wollen die Fraunhofer-Forschenden ihre Technologie in Zusammenarbeit mit Flockungsmittel-Herstellern weiter optimieren, aufskalieren und schließlich in die industrielle Anwendung bringen.

Ob bei Verpackungen, in Handys oder Autos: Plasmatechnologien kommen heutzutage in vielen Bereichen zum Einsatz. Neben der Eigenschaft, Wunden zu heilen, können kalte Plasmen beispielsweise auch multiresistente Bakterien töten und zur Saatgutbehandlung eingesetzt werden. Mit einer Millionenförderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und das Land Mecklenburg-Vorpommern soll die Plasmaforschung am Leibniz-Institut für Plasmaforschung und Technologie (INP) in Greifswald nun gestärkt werden.

Internationaler Standort für Plasmaforschung

„Die Förderung ermöglicht es uns, in Mecklenburg-Vorpommern einen international führenden Standort im Bereich Plasmatechnologien für Agrarkultur, Lebensmittelproduktion und biogene Reststoffe aufzubauen“, erklärt Klaus-Dieter Weltmann, Vorstandsvorsitzender und wissenschaftlicher Direktor des INP. „Wir fokussieren uns darauf, umweltfreundliche Technologien zu entwickeln, die nicht nur die Forschung und Lehre bereichern, sondern auch zukunftsweisende Arbeitsplätze schaffen.“

Mehr Geld für Personal, Forschung und Ausstattung

Bei der Förderung handelt es sich um einen „höheren einstelligen Millionenbetrag“, wie bioökonomie.de auf Nachfrage erfuhr. Mit den Geldern sollen am INP bis zu zwölf Stellen mit zusätzlichem Fachpersonal besetzt werden. Auch die wissenschaftliche Ausbildung wird gestärkt. So sollen 2024 und 2025 drei neue Professuren – für Plasma-Lebensmittelverarbeitung, Plasma-Agrartechnik und Plasma-Agrarwissenschaften – in Mecklenburg-Vorpommern eingerichtet werden.

„Diese neuen Professuren sind essenziell, um die Dynamik in unseren Forschungsbereichen zu erhöhen und einen nachhaltigen wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Beitrag in Nordostdeutschland zu leisten“, erläutert Weltmann.

Plasmatechnologie in Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion vorantreiben

Für die Forschung an Pflanzen und Mikroorganismen stehen den Forschenden am INP zudem speziell eingerichtete Labore zur Verfügung, die am neu eröffneten Z4 – Zentrum für Life Science und Plasmatechnologie in Greifswald angemietet wurden. „Mit der neuen personellen, technischen und räumlichen Ausstattung können wir den Einsatz der Plasmatechnologie in Landwirtschaft und Lebensmittelproduktion intensiv vorantreiben. Ich bin überzeugt, dass wir dadurch erheblich zum Umweltschutz beitragen werden“, sagt Weltmann.

Das INP ist Europas größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung auf dem Gebiet der Niedertemperaturplasmaphysik, die Grundlagenforschung und anwendungsorientierte Forschung betreibt, um neue Technologien auf den Markt zu bringen. So wurde in den vergangenen 25 Jahren unter anderem ein Forschungscluster im Nordosten Deutschlands für medizinische Anwendungen der Plasmatechnologie wie die Wundheilung etabliert.

Auch Technologien zur Behandlung von Saatgut mit kaltem Plasma wurden am INP entwickelt. Darüber hinaus forscht das Greifswalder Team zur Anwendung von plasmabehandeltem Wasser, das die Stoffwechselprozesse der Pflanzen anregt und ihre Widerstandsfähigkeit gegen Trockenheit und Hitze erhöht.

Plasmaverfahren für Vertical Farming nutzen

Im kürzlich gestarteten Leitprojekt „Physics for Sustainable Vertical Farming“ will das Bündnis PHYSICS FOR FOOD unter der Leitung des INP nun ihre Erfahrungen und Ergebnisse zu Plasmatechnologien bündeln und damit die Herausforderungen beim Vertical Farming hinsichtlich Pflanzengesundheit und Ressourcenschonung bewältigen. Im Projekt sollen Plasmaverfahren zur Anwendung kommen, die sowohl beim Saatgut, bei den Pflanzen selbst als auch für eine Wasserkreislaufführung eingesetzt werden können. Dafür wird in einem 40-Fuß-Schiffscontainer – eine realistische Größe für den Transfer in die Anwendung – ein komplexes Anlagensystem verbaut, das sich über 4 Etagen erstreckt. Hier sollen zunächst Rucola und Basilikum angebaut werden. Am Projekt sind neben dem INP, die Hochschule Neubrandenburg sowie Wirtschaftsunternehmen beteiligt.

Plasmatechnologie schonender und umweltfreundlicher

Doch das Potenzial der Plasmatechnologie ist weitaus größer: So kann die Haltbarkeit von Lebensmitteln mithilfe der Technologie verlängert werden. Das spart Konservierungsmittel ein und führt durch die Plasmabehandlung der Biomasse zu besseren Erträgen in Biogasanlagen. Auch bei der pharmazeutischen Grundstoffgewinnung aus Algen und Rohstoffpflanzen zeigt sich, dass die Plasmatechnologie schonendere und effektivere Ergebnisse liefern als herkömmliche Methoden. Zudem hat sie das Potenzial, aus bei der Plasmasynthese entstehendem Kohlendioxid grünen Kraftstoff zu produzieren.

Whether in packaging, mobile phones or cars, plasma technologies are used in many areas nowadays. In addition to their ability to heal wounds, cold plasmas can also kill multi-resistant bacteria and be used to treat seeds, for example. Plasma research at the Leibniz Institute for Plasma Science and Technology (INP) in Greifswald is now to be boosted with millions in funding from the Federal Ministry of Education and Research (BMBF) and the state of Mecklenburg-Vorpommern.

International location for plasma research

"The funding enables us to establish an internationally leading location in Mecklenburg-Vorpommern in the field of plasma technologies for agriculture, food production and biogenic residues," explains Klaus-Dieter Weltmann, Chairman of the Board and Scientific Director of the INP. "We are focussing on developing environmentally friendly technologies that not only enrich research and teaching, but also create future-oriented jobs."

More money for personnel, research and equipment

The funding amounts to a "high single-digit million sum", as bioökonomie.de learnt on request. The funds will be used to fill up to twelve positions at the INP with additional specialised staff. Scientific training will also be expanded. Three new professorships – for plasma food processing, plasma agricultural technology and plasma agricultural sciences – are to be established in Mecklenburg-Vorpommern in 2024 and 2025.

"These new professorships are essential to increase the momentum in our research areas and make a sustainable scientific and economic contribution in north-east Germany," explains Weltmann.

Advancing plasma technology in agriculture and food production

Researchers at the INP also have access to specially equipped laboratories for research on plants and microorganisms, which have been rented at the newly opened Z4 – Centre for Life Science and Plasma Technology in Greifswald. "With the new personnel, technical and spatial equipment, we can intensively promote the use of plasma technology in agriculture and food production. I am convinced that we will make a significant contribution to environmental protection as a result," says Weltmann.

The INP is Europe's largest non-university research institution in the field of low-temperature plasma physics, conducting basic and application-oriented research in order to bring new technologies to market. Over the past 25 years, for example, a research cluster has been established in north-east Germany for medical applications of plasma technology such as wound healing.

Technologies for treating seeds with cold plasma have also been developed at the INP. In addition, the Greifswald team is researching the use of plasma-treated water, which stimulates the metabolic processes of plants and increases their resistance to drought and heat.

Utilising plasma processes for vertical farming

In the recently launched flagship project "Physics for Sustainable Vertical Farming", the PHYSICS FOR FOOD alliance, led by the INP, now wants to pool its experience and results on plasma technologies in order to overcome the challenges of vertical farming in terms of plant health and resource conservation. The project will utilise plasma processes that can be used for seeds, the plants themselves and for water circulation management. To this end, a complex plant system will be installed in a 40-foot shipping container – a realistic size for transfer to the application – which extends over 4 floors. Initially, rocket and basil are to be grown here. In addition to the INP, the Neubrandenburg University of Applied Sciences and commercial enterprises are involved in the project.

Plasma technology is gentler and more environmentally friendly

However, the potential of plasma technology is far greater: the shelf life of food can be extended with the help of this technology. This saves on preservatives and leads to better yields in biogas plants thanks to the plasma treatment of biomass. Plasma technology has also been shown to deliver gentler and more effective results than conventional methods in the production of pharmaceutical raw materials from algae and raw material plants. It also has the potential to produce green fuel from the carbon dioxide produced during plasma synthesis.

Auch Hunde belasten die Umwelt – und das je nach Größe nicht unerheblich. Forschende der Technischen Universität Berlin hatten 2020 errechnet, dass ein Durchschnittshund mit 15 Kilogramm etwa 630 Kilogramm CO₂ im Jahr verursacht. Vor allem die Herstellung von Hundefutter, das häufig aus tierischen Proteinen besteht, wirkt sich demnach negativ auf die Umweltbilanz des Vierbeiners aus. Auf dem Pet Food Forum Europa Anfang Mai in Nürnberg wurde nun ein neuartiger Hundesnack präsentiert, der aus einem mikrobiellen Protein besteht und dessen Umweltbilanz um ein Vielfaches besser ist.

Bakterien produzieren Proteine für Hundesnack

Hinter der Innovation steht das Hamburger Biotech-Start-up MicroHarvest, das auf die Herstellung nachhaltiger Proteine spezialisiert ist, und gemeinsam mit dem Münchner Tiernahrungshersteller VEGDOG das Hunde-Leckerli auf den Markt bringen will. „Die aus unseren Bakterien hergestellten Proteinbestandteile sind extrem nahrhaft. Sie enthalten natürliche Vitamine, Mineralien, bioverfügbare Aminosäuren und sind fettarm. Unsere Studien haben bisher gezeigt, dass sie für Hunde nicht nur gesund, sondern auch sehr schmackhaft sind“, so Jonathan Roberz, Mitbegründer und COO von MicroHarvest.

Für Hunde mit Unverträglichkeiten und Allergien geeignet

MicroHarvest nutzt bei der Herstellung der Proteine die Biomasse-Fermentation sowie speziell ausgewählte Stämme von Mikroorganismen, die mit landwirtschaftlichen Nebenströmen gefüttert werden. Bei dem Hundesnack handelt es sich dem Unternehmen zufolge um eine Neuheit auf dem europäischen Markt für Hundefutter, die das von MicroHarvest entwickelte mikrobielle Protein mit Zutaten wie Kartoffel und Apfeltrester kombiniert. Aufgrund seiner hypoallergenen Merkmale sei das neuartige Leckerli vor allem für Hunde mit ausgeprägten Unverträglichkeiten gegenüber herkömmlichen Proteinquellen und Allergien geeignet und damit auch für den Einsatz in der Tierarztpraxis interessant, heißt es.

Die Umweltbilanz des neuen Hundesnacks entspricht den Unternehmen zufolge mit 1,4 kg CO₂-Äquivalent pro Kilogramm Produkt dem von Insektenproteinen und ist damit auch deutlich niedriger als bei Hundefutter mit pflanzlichen Proteinen. „In einer Welt, in der die Proteinnachfrage bis 2050 voraussichtlich um 50 % steigen wird, glauben wir, dass mikrobielles Protein ein kraftvoller und effektiver Weg ist, Proteinangebote zu innovieren und zu diversifizieren. Wir freuen uns auf die Partnerschaft mit VEGDOG, um dieses einzigartige Hunde-Leckerli auf den Markt zu bringen“, so Jonathan Roberz.

Hundehalter offen für innovativen Hundesnack

In einer Studie von MicroHarvest und der niederländischen Universität Wageningen hatten sich 73 % der Befragten offen für Leckerlis mit Proteinen aus Mikroorganismen gezeigt. 75 % waren darüber hinaus bereit, diesen Snack in das vollständige Futter ihres Haustiers zu integrieren, soweit es schmackhaft ist. In einer anschließenden Schmackhaftigkeitsstudie wurde der Hundesnack mit Protein aus Mikroorganismen nach Angaben der Unternehmen häufiger gewählt als jene Snacks aus Geflügel. „Unser Ziel ist es, Hundebesitzern zu zeigen, dass sie nicht zu fleischbasierten Produkten greifen müssen, um ihre Haustiere zu ernähren“, sagt Tessa Zaune-Figlar, Gründerin und CEO von VEGDOG.

Seit Ende April sind die Tore der 30. Baden-Württembergischen Landesgartenschau in Wangen geöffnet. Auf 45 Hektar entstand hier in den vergangenen Jahren am Fluss Obere Argen eine grüne Oase, die die historische Altstadt von Wangen mit dem ehemaligen Industriegelände ERBA verbindet. Dafür wurde das ehemalige Industriegebiet revitalisiert und damit nachhaltig aufgewertet.

Zu den Highlights des Allgäuer Sommerevents gehören neben der Blütenpracht zwei architektonische Weltneuheiten, die Forschende der Universität Stuttgart präsentieren. Mit dem Hybrid-Flachs-Pavillon und dem Wangen-Turm soll erlebbar werden, welche Potenziale biobasierte Materialien für eine nachhaltige Architektur bieten.

Ressourcenschonende Konstruktion aus Holz und Flachs

Der Hybrid-Flachs-Pavillon befindet sich inmitten der Schaugärten der Landesgartenschau und steht für eine ressourcenschonende Bauweise, die Holz und Naturfaser kombiniert und eine Alternative zur herkömmlichen Bauweise bietet. Durch den Einsatz von Holz und Flachs kann die Konstruktion vollständig zurückgebaut und das Material wiederverwendet werden.

Das Innovative daran ist die wellenförmige Dachkonstruktion, die nach dem Vorbild des geschwungenen Argen-Flusslaufs entworfen wurde. Sie beruht auf einem neuartigen und ressourcenschonenden Trägersystem. Diese Konstruktion verbindet Sperrholzplatten und Naturfaserkörper, die durch kernloses Wickeln von Flachsfasern hergestellt wurden. Dabei wechseln sich 20 Hybridbauteile mit herkömmlichen Holzelementen ab und bilden so die wellenförmige Struktur des Daches.

Weltweit einzigartiges Trägersystem

„Dieser Pavillon ist das erste Gebäude weltweit, das auf diese Weise Naturfasern verwendet. Die Schneelast, die der Pavillon in Wangen tragen muss, beträgt bis zu 360 kg/qm und ist damit außergewöhnlich hoch“, sagt Jan Knippers, Leiter des Instituts für Tragkonstruktionen und konstruktives Entwerfen an der Universität Stuttgart.

Sowohl der Pavillon als auch der Wangen-Turm wurden an der Universität Stuttgart nach den neuesten Erkenntnissen der Digitalisierungs- und Leichtbauforschung geplant und konstruiert. Alle hier eingesetzten Baustoffe stammen aus der Region.

Der 22 Meter hohe spiralförmige Wangen-Turm befindet sich in Sichtweite des Pavillons und dient als Aussichtsturm. Hier wurden gekrümmte Sperrholz-Bauteile verwendet, die sich durch das Zusammenziehen des Holzes selbsttätig formen. Das Besondere: Die Holzkonstruktion besteht aus Brettern, die gerade einmal 130 mm dick sind und dem Turm eine schlanke, aber leistungsfähige Struktur geben, ohne viel Material zu vergeuden.

Kooperation mit regionalen Unternehmen

„Der Wangen-Turm und der Hybrid-Flachs-Pavillon sind das Ergebnis langjähriger Forschung des Exzellenzclusters. Die Bauwerke wurden in Kooperation mit regional ansässigen Unternehmen umgesetzt. So soll der gegenseitige Wissenstransfer zwischen Forschung und ausführenden Unternehmen sichergestellt werden mit dem Ziel, die Bauprozesse ökologisch zu optimieren und damit wichtige Grundsteine für die Bauwende zu legen“, sagte Achim Menges, Sprecher des Exzellenzclusters Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC), im Rahmen der Eröffnungsfeier der Landesgartenschau in Wangen.

Die Digitalisierung ist längst auch in der Landwirtschaft angekommen. Schon heute liefern Satelliten und Sensoren wichtige Daten, um die Bewirtschaftung von Weide, Acker und Stall effizienter zu machen. Auch Feldroboter, die Unkraut oder kranke Pflanzen aufspüren und behandeln, sind in der Entwicklung und können nachweislich wichtige Gefährten bei der Transformation zu einer nachhaltigen und umweltfreundlichen Landwirtschaft werden.

Damit die digitale Revolution gelingt, sind allerdings noch einige Forschungsfragen zu klären. In einem Positionspapier haben Forschende vom Exzellenzcluster PhenoRob nun jene Fragen formuliert, die im Hinblick auf eine intelligente Digitalisierung in der Landwirtschaft künftig vorrangig behandelt werden müssen.

Intelligente digitale Technologien nutzen

Ob Artenverlust, Überdüngung, Tierhaltung oder der Anbau in Monokultur – die gängigen Methoden der konventionellen Landwirtschaft setzen Umwelt und Klima gleichermaßen zu. Durch eine individuelle Behandlung kranker Pflanzen oder das gezielte Ausbringen von Dünger und Pflanzenschutzmitteln könnten nach Ansicht des PhenoRob-Teams die Folgen minimiert werden. „Eine Lösung könnte die Nutzung intelligenter digitaler Technologien sein“, erklärt Hugo Storm, Mitarbeiter des Exzellenzclusters PhenoRob und Erstautor der im Fachmagazin „European Journal of Agronomy“ erschienenen Studie. Darin werden Schritte und Forschungsfragen aufgelistet, die aus ihrer Sicht in nächster Zukunft „prioritär“ bearbeitet werden müssen.

Datenquellen für Monitoring verzahnen

Klärungsbedarf sehen die Forschenden beispielsweise beim Monitoring, also bei der Überwachung der Anbauflächen, um Nährstoffmangel, Unkräuter oder Schädlingsbefall rechtzeitig zu erkennen. Satellitendaten würden hier nur einen groben Überblick liefern, während Drohnen und Sensoren detaillierte Angaben machen können.

„Eine Schwierigkeit dabei ist es, diese Daten miteinander zu verzahnen“, erklärt Storms Kollegin Sabine Seidel und nennt wichtige Fragen, die in diesem Zusammenhang beantwortet werden müssen: „Wann reicht eine niedrige Auflösung, wann muss es detaillierter werden? Wie müssen Drohnen fliegen, um möglichst effizient vor allem die Pflanzen in den Blick zu nehmen, die gefährdet sind?“

Ackerflächen digital nachbauen

Das Problem: All diese Daten bilden nach Ansicht der Forschenden nur den Status quo ab, liefern Landwirtinnen und Landwirten aber nicht die gewünschten Handlungsoptionen oder gar Informationen zu möglichen Auswirkungen. „Um Fragen wie diese zu beantworten, muss man die Ackerflächen gewissermaßen digital nachbauen“, erläutert Seidel. „Es gibt dazu verschiedene Ansätze. Eine offene Forschungsfrage ist, auf welche Weise sie sich kombinieren lassen, um die Treffgenauigkeit der Modelle zu verbessern.“

KI nutzen und finanzielle Anreize schaffen

Verfahren aus dem Bereich des Maschinenlernens und der künstlichen Intelligenz können der Studie nach bei der Entwicklung entsprechender Modelle eine wesentliche Rolle spielen. Aber nicht nur das. Auch finanzielle Anreize für Landwirtinnen und Landwirte müssen nach Überzeugung des Teams geschaffen werden, damit die digitale Revolution gelingt.

„Wir müssen uns künftig verstärkt mit der Frage beschäftigen, welche Rahmenbedingungen für diese Akzeptanz nötig sind“, erklärt Heiner Kuhlmann, einer der beiden Sprecher des Exzellenzclusters. „Denkbar ist etwa die Schaffung finanzieller Anreizsysteme. Alternativ kann der Gesetzgeber auch Grenzwerte vorgeben, etwa zum Einsatz von Düngemitteln.“ Auch hier könnten Computermodelle abschätzen, wie effektiv die Maßnahmen wirklich sind, heißt es.

Holz ist als begehrter Bau- und Werkstoff aus unserm Alltag nicht wegzudenken. Doch die Schönheit dieses Materials leidet, wenn es Sonne und Feuchtigkeit ausgesetzt ist. Daher werden Holzoberflächen zum Schutz häufig lackiert. Viele dieser UV-Blocker enthalten jedoch Chemikalien, die gesundheitsschädlich sind und deren Einsatz vor allem in Innenräumen vermieden werden sollte.

Forschende vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung IVV arbeiten daher gemeinsam mit der Naturhaus Naturfarben GmbH seit 2021 an einer biobasierten und umweltfreundlichen Alternative.

Formel für nachhaltigen UV-Holzschutz entwickelt

Zwar gibt es biobasierte Lacke für Holz, die vor einer Alterung durch Sonnenlicht schützen. Diese sind jedoch farbig und verändern damit Haptik und Optik des Werkstoffs. Im Rahmen des Projektes ProTann hat das Forschungsteam nun eine Formel für einen UV-Holzschutz gefunden, der zu 100 % biobasiert und gleichzeitig transparent ist, sodass die Holzstruktur sichtbar bleibt.

„Zur natürlichen Bindung in Beschichtungssystemen nutzen wir am Fraunhofer IVV schon seit Längerem sehr erfolgreich Proteine“, erzählt Melanie Platzer, wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Abteilung Verfahrensentwicklung Pflanzliche Rohstoffe. „Neu für uns war die Kombination mit sekundären Pflanzenstoffen, die als UV-Schutz für einen wasserbasierten Lack dienen sollten.“

Das Projektteam musste eine Lösung finden, damit sich Proteine und sekundäre Pflanzenstoffe im Lack fest miteinander verbinden. Dafür wurden verschiedenste Formulierungen, wie etwa Proteine aus Erbse und Soja getestet. Schließlich wurden zwei Proteine ausgewählt und mit verschiedenen sekundären Pflanzenstoffen vermischt, die einen guten UV-Schutz bieten. Hier war insbesondere der pH-Wert entscheidend, der für den Schutz des Holzes erforderlich ist.

Nutzung von regionalen Roh- und Reststoffen

„Letztlich hatten wir viele Treffer, was mögliche Protein-Additiv-Kombinationen für den UV-Schutzlack anging, und konnten uns der Frage widmen, welche Formulierung sinnvoll ist, wenn man in Richtung Produktion denkt – auch was die Regionalität und Verfügbarkeit der verwendeten Rohstoffe angeht“, fasst Platzer zusammen. „Wo es möglich ist, beziehen wir in unsere Entwicklungsarbeit Reste aus der Agrar- und Lebensmittelindustrie mit ein, etwa Schalen aus der Apfelsaftherstellung oder Trester aus der Weinproduktion.“

Markt für natürliche Holzschutzmittel erschließen

Die vom Team entwickelte wasserbasierte Formel zur Herstellung eines transparenten und vollständig biobasierten UV-Holzschutzes wird nun von der Naturhaus Naturfarben GmbH weiterentwickelt. Ziel ist es, die Zusammensetzung so anzupassen, dass sie in größerem Maßstab hergestellt werden kann, um einen neuen Markt im Bereich der natürlichen Holzschutzmittel zu erschließen.

Das Fraunhofer-Team wird hingegen in einem Folgeprojekt für die entwickelten UV-abweisenden Protein-Pflanzenstoff-Kombinationen weitere Anwendungsmöglichkeiten ausloten – etwa für Verpackungsbeschichtungen oder Hautschutz.

Algen am Strand sind eher lästig. Doch die ungeliebten Wasserpflanzen sind nicht nur für das Ökosystem Meer von Bedeutung, da sie Schadstoffe filtern können. Auch für die Bioökonomie sind Algen ein wertvoller Rohstoff, um Lebensmittel, Pharmazeutika, Kosmetika, Biomaterialien oder Biokraftstoffe herzustellen. Um dieses Potenzial zu nutzen, werden bisher Mikroalgen in Anlagen an Land kultiviert. Algenfarmen im Meer sind hierzulande kaum etabliert.

Das soll sich ändern. Im Rahmen des Plant³-Verbundprojekts „AlgenGrün“ soll ein System entwickelt werden, um Algen erfolgreich in der Ostsee kultivieren zu können. Das Vorhaben wird vom Rostocker Verein Alles Alge geleitet und im Rahmen der Fördermaßnahme „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) von April 2024 bis Dezember 2025 gefördert. Daran beteiligt sind Forschende der Universität Greifswald sowie die DLE GmbH aus Penzlin.

Kultursysteme für den regionalen Algenanbau etablieren

Konkret soll der Anbau für die Algenarten Ulva spp. und Furcellaria lumbricalis etabliert werden. Dafür will der Verein gemeinsam mit den Greifswalder Forschenden für mehrere ausgewählte Standorte an der Ostseeküste Mecklenburg-Vorpommerns angepasste Kultursysteme entwickeln, Reproduktions- und Wachstumsexperimente durchführen sowie Ernte- und Haltbarmachungsverfahren testen.

Akteure gewinnen und begeistern

Darüber hinaus gilt es, die Öffentlichkeit und vor allem wichtige Akteure in der Region für das Thema Algenanbau in der Ostsee zu sensibilisieren. Dafür sollen Methoden entwickelt werden, die die Teilnehmenden begeistern. Geplant sind zielgruppenangepasste Formate mit interaktiven Konzepten, aber auch Bildungsfahrten auf Traditionsschiffen im Greifswalder Bodden.

Akzeptanz für Lebensmittel aus Algen schaffen

Der Projektpartner DLE aus Penzlin wird sich wiederum dem Thema „Algen in der zeitgemäßen Ernährung“ widmen und Prototypen regional typischer Lebensmittel aus Algen entwickeln. Ein wichtiger Meilenstein im Projekt ist jedoch die Akzeptanz der Verbraucherinnen und Verbraucher für diese neuen Lebensmittel. Hier will die DLE ihre Kontakte innerhalb der Branche nutzen, um die einheimische Ernährungswirtschaft für das Thema „Algen aus der Ostsee“ zu interessieren.

Das Projektteam hofft, dass sich viele Interessenten aus der Region für das Thema Algenanbau begeistern lassen und am Projekt mitwirken – sei es aus der Bildung, Gastronomie, Fischerei, Politik oder vom Naturschutz. „Wir wollen in den Austausch gehen und gemeinsam Lösungen für eine nachhaltigere Nutzung unserer marinen Ressourcen finden“, appelliert das Projektteam.

Die BMBF-Fördermaßnahme „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ zielt darauf ab, neue regionale Bündnisse und einen nachhaltigen innovationsbasierten Strukturwandel in allen strukturschwachen Regionen Deutschlands anzustoßen.