Aktuelle Veranstaltungen

Elektrogeräte beinhalten eine Menge wertvoller Rohstoffe – doch diese gehen an ihrem Lebensende oft verloren: Der Anteil an recycelten Rohstoffen in der Gesamtproduktion lag in Deutschland 2016 bei 40%. Im Projekt „Circular by Design“ haben Forschende nun am Beispiel von Kühl-/Gefriergeräten technische Gründe und Optimierungsmöglichkeiten identifiziert. Gefördert wurde der Großversuch vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 800.000 Euro.

Hersteller beachten Produktlebensende zu wenig

„Am Beispiel von Kühl- und Gefriergeräten – denn 99,9 Prozent aller Haushalte in Deutschland verfügen über ein solches Gerät – wollen wir zeigen, welche Materialeffizienzpotentiale im Hinblick auf die Rückgewinnung der enthaltenen Rohstoffe, sowohl bezüglich des konstruktiven Produktdesigns als auch der Materialauswahl, vorhanden sind“, erklärt Projektkoordinatorin Simone Raatz vom Helmholtz-Institut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF). Sie moniert, dass Hersteller Kreislauf- und Recyclingfähigkeit am Lebenszyklusende der Geräte bislang kaum beachten.

100 Kühlgeräte zerlegt und Empfehlungen entwickelt

„Für den Versuch haben wir 100 Kühl-/Gefriergroßgeräte unterschiedlichen Alters ausgewählt“, beschreibt HIF-Forscherin Magdalena Heibeck den Projektansatz. Die Altgeräte wurden zunächst charakterisiert und danach Wert- und Störstoffe wie sichtbare Platinen, Kabel und Glasböden, Kühlmittel und Kompressoren für das Recycling entnommen. Anschließend wurden die entfrachteten Kühlgeräte zerkleinert und separiert. „Alle gewonnenen Daten sowie die Produktqualität der Recyclate werden wir nun bewerten und einen Zusammenhang zur konstruktiven Gestaltung der Kühlgeräte herstellen“, erläutert Heibeck das weitere Vorgehen. „Daraus können wir Rückschlüsse für das Produktdesign ziehen und Handlungsempfehlungen für die Kühlgerätehersteller ableiten.“ Letztere haben auch deshalb eine Schlüsselrolle, um ein besseres Recycling zu ermöglichen, weil bislang jedes Kühl- oder Gefriergerät unterschiedlich aufgebaut ist und entsprechend anders für die Trockenlegung des Kühlkreislaufs und das mechanische Recycling vorbereitet werden muss. „Das bedeutet einen erheblichen zeitlichen Aufwand und vor allem viel Muskelkraft“, berichtet Heibeck weiter.

Beispielhaftes Design geplant

Einsparpotenziale sehen die Forschenden unter anderem beim Gewicht: 60% entfallen derzeit auf Stahl, Aluminium und Kupfer, 35% auf Kunststoffe. Außerdem sollten Alternativen zu schlecht wiederverwertbaren Materialen wie PU-Schaum und Kühlmitteln gefunden werden. Das Projektteam will nun ein beispielhaftes Design für einen Kühl-/Gefrierschrank entwickeln, der sowohl auf Energieeffizienz als auch auf Recyclingfähigketi optimiert ist.

Electrical appliances contain many valuable raw materials - but these are often lost at the end of the product cycle: The proportion of recycled raw materials in total production was 40% in Germany in 2016. In the "Circular by Design" project, researchers have now identified optimization opportunities using refrigerators and freezers as an example. The large-scale trial was funded by the German Federal Ministry of Education and Research with around 800,000 euros.

Manufacturers pay too little attention to end of product cycle

"Using the example of refrigerators and freezers - because 99.9 percent of all households in Germany have such an appliance - we want to show what material efficiency potential exists with regard to the recovery of the raw materials they contain, both in terms of the constructive product design and the choice of materials," explains project coordinator Simone Raatz from the Helmholtz Institute Freiberg for Resource Technology (HIF). She criticizes the fact that manufacturers have so far paid little attention to circularity and recyclability.

100 refrigerators disassembled and recommendations developed

"We selected 100 large refrigerators/freezers of different ages for the trial," says HIF researcher Magdalena Heibeck, describing the project approach. The end-of-life appliances were first characterized and then valuable and interfering materials such as visible circuit boards, cables and glass shelves, refrigerants and compressors were removed for recycling. Subsequently, the de-fragmented refrigeration equipment was shredded and separated. "We will now evaluate all the data obtained, as well as the product quality of the recyclates, and establish a connection to the constructional design of the refrigeration units," says Heibeck, explaining the next steps. "From this, we can draw conclusions for the product design and derive recommendations for action for the refrigerator manufacturers." The latter also have a key role to play in enabling better recycling because, until now, every refrigerator or freezer has had a different design and must be prepared correspondingly differently for draining the cooling circuit and mechanical recycling. "This involves a considerable amount of time and, above all, a lot of muscle power," Heibeck continues.

Sample design planned

The researchers see potential for savings, for example, in weight: 60% is made of steel, aluminum and copper, and 35% of plastics. Furthermore, alternatives to poorly recyclable materials such as PU foam and coolants should be found. The project team now wants to develop an exemplary design for a refrigerator/freezer that is optimized for both energy efficiency and recyclability.

Mit einem Jahr Verspätung ist im Oktober die Expo 2020 in Dubai gestartet. Das Motto der ersten Weltausstellung im arabischen Raum „Connecting Minds, Creating the Future” stellt das Thema Nachhaltigkeit als eines von drei Kernthemen in den Fokus. Bis Ende März 2022 präsentieren Aussteller aus 200 Ländern Innovationen für eine bessere und nachhaltigere Zukunft. Mit dem CAMPUS GERMANY ist Deutschland im Bereich Nachhaltigkeit vertreten. Die Ausstellung im deutschen Pavillon zeigt 36 Exponate von Forschenden, Unternehmen und Start-ups zu den Themen Energie, Stadt der Zukunft und Biodiversität. Für den deutschen Auftritt auf der Expo 2020 ist das Bundeswirtschaftsministerium verantwortlich.

Nachhaltiges Leben spielerisch lernen

Der Titel der Ausstellung CAMPUS GERMANY verdeutlicht, dass neben der Präsentation nachhaltiger Innovationen und Technologien die Bildung ein Kernanliegen ist. Jeder Besuchende des deutschen Pavillons wird daher am Eingang „immatrikuliert“ und durch Anfassen, Spielen und Mitarbeiten zum Lernen inspiriert und für das komplexe Thema Nachhaltigkeit sensibilisiert. In einem Bad mit 100.000 Bällen werden gleich zu Beginn Geschichten, Fakten und Namen von Persönlichkeiten vorgestellt, die sich in Deutschland für Nachhaltigkeit engagieren.

Hightech-Farmen und biotechnologisches Plastikrecycling

Im „Energy Lab“ geht es dann um Lösungen für die Energieversorgung der Zukunft. Zu sehen sind beispielsweise ein Flugdrachen-System zur Energiegewinnung, das deutlich effizienter als traditionelle Windkraftanlagen Strom erzeugt, aber auch innovative Energiespeichersysteme und -materialien. Im „Future City Lab“ hingegen werden die Besucher Teil einer Stadtlandschaft mit vielfältigen Ideen von der Versorgung mit Nahrungsmitteln bis hin zur Mobilität. Das Berliner Agrotech-Start-up INFARM präsentiert hier ein vertikales Gewächshaus, in dem Obst und Gemüse hydroponisch auf kleinster Fläche und ohne Einsatz von Pestiziden angebaut werden.

Der Spezialchemiekonzern Clariant hat in Rumänien den Bau einer kommerziellen Bioraffinerie zur Herstellung von Cellulose-Ethanol vollendet. Noch im vierten Quartal 2021 soll die Produktion beginnen. Jährlich will Clariant aus rund 250.000 Tonnen Agrarreststoffen – insbesondere Stroh – 50.000 Tonnen des Biokraftstoffs der zweiten Generation erzeugen. Für Clariant, das seine Technologie unter dem Namen sunliquid lizenziert, ist die Fertigstellung des Vorzeigewerks auf einem zehn Hektar großen Areal in Podari im Südwesten Rumäniens ein wichtiger Meilenstein. Begonnen hatte der Bau im Herbst 2018.

Mehr als 40 Mio. Euro von der EU

Damals beim Spatenstich hatte Clariant-Vorstandsmitglied Christian Kohlpaintner gesagt, Clariant investiere über 100 Mio. Euro in seine erste kommerzielle sunliquid-Anlage. Jetzt, zum Ende der Bauarbeiten, freute sich Clarinat CEO Conrad Keijzer: „Dieses Investment und die erfolgreiche Kommerzialisierung dieser neuen Technologie repräsentiert für Clariant einen wesentlichen Meilenstein und ist ein weiterer Beleg für unsere ambitionierte Wachstumsstrategie, angeführt durch Innovationen, die zu einer nachhaltigeren Welt beitragen.“

Für den Bau der Groß-Bioraffinerie hat die Europäische Union mehr als 40 Mio. Euro beigesteuert, darunter sind Fördermittel aus dem Bio-Based Industries Joint Undertaking (BBI JU).

Rohstoffe aus der Region

Die Rohstoffe für das Werk werden aus der Region geliefert. Mit mehr als 300 landwirtschaftlichen Betrieben hat das Unternehmen dazu Verträge geschlossen. Die regionale Versorgung soll die CO₂-Bilanz der Kraftstoffs positiv beeinflussen. Ebenfalls darauf ein zahlt der Umstand, dass Nebenprodukte der Ethanolherstellung genutzt werden, um die Anlage mit regenerativer Energie zu versorgen. Das resultierende Cellulose-Ethanol sei damit nahezu kohlenstoffneutral, erklärte Clariant.

Anwendungen sieht das Unternehmen neben der Beimischung zu konventionellen Kraftstoffen insbesondere für einen nachhaltigen Kraftstoff für die Luftfahrtbranche, aber auch als Ausgangsstoff für weitere biobasierte chemische Produkte. Neben den Aufträgen für die Landwirtschaft und den Arbeitsplätzen im Werk soll die Region auch von dieser Form der Wertschöpfung profitieren.

Demonstrationsanlage in Straubing

Das sunliquid-Verfahren wurde einst von einem Team der Süd-Chemie in München entwickelt, die mittlerweile zu Clariant gehört. In dem biotechnischen Verfahren wird die in den Pflanzenfasern steckende Lignocellulose mithilfe von Mikroben und Enzymen in kleinere Zuckermoleküle zerlegt, Hefen vergären diese dann in einem weiteren Schritt zu Ethanol. Im niederbayerischen Straubing betreibt Clariant bereits seit 2012 eine Demonstrationsanlage, um Bioethanol aus Stroh und anderen Feldabfällen zu gewinnen. Die vorkommerzielle Anlage produziert aus 4.500 Tonnen Stroh rund 1.000 Tonnen Ethanol im Jahr. Der Aufbau der Anlage wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und der bayerischen Landesregierung gefördert. Seither hat Clariant nach eigenen Angaben die Lizenz fünfmal verkauft, darunter an einen polnischen Konzern.

bl/pg

Der von der Europäischen Union initiierte Nachhaltigkeitsfonds ECBF (European Circular Bioeconomy Fund) wurde im Oktober 2020 gegründet und ist der erste Venture-Fonds, der ausschließlich in innovative Unternehmen aus den Bereichen Bioökonomie und insbesondere der zirkulären Bioökonomie in Europa investiert. Mit der Zielmarke von 250 Mio. Euro, darunter 100 Mio. Euro von der Europäischen Investmentbank (EIB), soll der ECBF zur Realisierung der neuen Bioökonomie-Strategie der Europäischen Kommission und damit zur angestrebten Klimaneutralität Europas bis 2050 beitragen.

Weitere 200 Mio. Euro eingesammelt

Neben der EIB konnte der offiziell in Luxemburg ansässige Fonds nun weitere 13 Investoren aus ganz Europa gewinnen – darunter Nestlé, Neste, Corbion, BÜFA, Koehler Gruppe, Volkswohl Bund, NRW.BANK, Hettich und vier Family Offices. Damit liegt das Fondsvolumen der ECBF bei nunmehr über 200 Mio. Euro und nähert sich mit großen Schritten der anvisierten Zielmarke von 250 Mio. Euro, die im Frühjahr 2022 erreicht und in 25 europäische Unternehmen investiert werden soll.

Investition in neue Wertschöpfungsketten

„Wir müssen die systematische Ausbeutung unseres Planeten beenden, indem wir eine Kreislauf-Bioökonomie aufbauen“, sagt Michael Brandkamp, geschäftsführender Gesellschafter des ECBF. „Dazu brauchen wir Innovationen, die wiederum Kapital benötigen, um auf globaler Ebene erfolgreich zu sein. Alle Unternehmen müssen ihre bestehenden Prozesse und Wertschöpfungsketten neu erfinden, um wettbewerbsfähig zu bleiben."

Mit Aphea.Bio und Peel Pioneers B.V. aus den Niederlanden gehört die in Grimmen ansässige Prolupin GmbH zu den ersten drei Unternehmen, in die der Nachhaltigkeitsfonds bereits investiert. Die Firma gewinnt aus regional angebauten Lupinen hochwertige pflanzliche Proteine und verarbeitet diese zu Joghurts und anderen Milchersatzprodukten unter der Marke „Made with LUVE“.

bb/gkä

Eine nachhaltigere Landwirtschaft ist eines der 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinen Nationen 2016, um bis 2030 eine Welt zu schaffen, die auf Umweltschutz, sozialer Gerechtigkeit und ökologischer Nachhaltigkeit beruht. In den letzten Jahrzehnten sind in diesem Bereich viele Studien durchgeführt worden, mit dem Ziel, ressourcenschonendere landwirtschaftliche Verfahren zu entwickeln.

Im Bereich des Ackerbaus empfehlen internationale Organisationen wie die Weltbank oder die Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) seit längerem drei Prinzipien: pflugloser Ackerbau, das Zurücklassen von Stroh auf dem Feld und Wechselwirtschaft.

Der bisherige Fokus lag vor allem auf dem pfluglosen Ackerbau und der Direktsaat. Damit ist gemeint, dass der Boden nicht gepflügt, sondern die Saat in den unbearbeiteten Boden gepflanzt wird. Ziel dieses Vorgehens ist es, die Böden vor Erosion zu schützen, mehr Kohlenstoffdioxid zu speichern und den Ernteertrag zu steigern.

Jedoch wurde nie definiert, was genau mit pfluglosem Ackerbau gemeint wird, vor allem, ob das Zurücklassen von Stroh auf dem Feld Teil des Verfahrens ist. So kamen einige Studien zum Schluss, pflugloser Ackerbau sei äusserst effektiv, andere wiederum konnten keinen positiven Effekt erkennen. Auch von Seiten der Bauern stieg die Skepsis, da es teilweise zu Ernterückgängen kam.

Forschende vom Departement Umweltwissenschaften der Universität Basel haben nun in einer Metaanalyse 49 solcher Studien untersucht, und kommen zu dem Schluss, dass die gesetzten Ziele – die Speicherung von Kohlenstoffdioxid, Bodenschutz und Erntesteigerung – mit pfluglosem Ackerbau und der Direktsaat allein nicht zu erreichen sind. Wird hingegen nach der Ernte das Stroh auf dem Feld zurückgelassen, setzen die gewünschten positiven Effekte ein.

Die stark variierenden Resultate in den bisherigen Studien werden mit der ungenauen Definition des Verfahrens sowie dem Vorgehen der internationalen Organisationen, mit universellen und vereinfachten Lösungsansätzen in die Praxis zu gehen, erklärt. Zwar zeigen die aktuell zur Verfügung stehenden Daten, dass das Zurücklassen von Stroh auf dem Feld ein vielversprechenderer Ansatz für einen nachhaltigen Ackerbau sei als die pfluglose Bodenbearbeitung allein. Es wird aber davor gewarnt, den Fokus jetzt komplett auf eine Praxis zu richten. In Zukunft sei es wichtig, nicht mehr nach globalen Lösungen zu suchen. Vielmehr gelte es, lokal und im Austausch mit den Menschen vor Ort das jeweils passende Verfahren zu entwickeln.

Auf dem Weg in eine biobasierte Kreislaufwirtschaft hat das Hamburger Start-up Traceless Materials ein Biomaterial entwickelt, das in der Umwelt keine Spuren hinterlässt, sondern kompostierbar ist und somit im Biomüll entsorgt werden kann. Für die Weiterentwicklung seiner Technologie erhält das Jungunternehmen nun einen Zuschuss vom Europäischen Innovationsrat (EIC) in Höhe von 2,4 Mio. Euro.

Innovation eröffnet Marktchancen für Verpackungsindustrie

Damit ist Traceless Materials eines von 65 Unternehmen, die aus insgesamt 4.000 Bewerbern für eine Förderung ausgewählt wurden. „Die vorgeschlagene Innovation stellt einen echten Durchbruch im Bereich der Kunststoffmaterialien dar, da sie einen zirkulären und nachhaltigen Ansatz auf der Grundlage von landwirtschaftlichen Abfällen, innovativen Umwandlungsschritten und endgültigen Materialeigenschaften kombiniert, die über den Stand der Technik hinausgehen und eine vollständig biologisch abbaubare Lösung für viele Sektoren bieten werden“, so die Begründung der Jury. Nach Ansicht des Bewertungsausschusses kann „die Kombination von biologischer Abbaubarkeit mit spezifischen thermomechanischen, Barriere- und Kompatibilitätseigenschaften wichtige Marktchancen eröffnen, insbesondere für die Verpackungsindustrie."

Biokunststoff aus Agrarrestoffen

Traceless Materials ist ein Spin-off der TU Hamburg und wurde im September 2020 von Anne Lamp und Johanna Baare gegründet. Für die Herstellung des neuartigen Materials werden Reststoffe der landwirtschaftlichen Lebensmittelproduktion wie Stärke oder Brauereirückstände genutzt. Es kann für Folien und andere Lebensmittelverpackungen genutzt werden. Nach Angaben des Unternehmens ist das Material – abhängig von der Stärke – innerhalb von zwei bis neun Wochen biologisch abbaubar.

Markteinführung beschleunigen

„Wir sind stolz und glücklich, denn dies ist eine großartige Anerkennung all unserer Leistungen im vergangenen Jahr!", freut sich Geschäftsführerin und Gründerin Anne Lamp. „Die Förderung ermöglicht es uns, unsere Entwicklung noch weiter zu beschleunigen und traceless schnell auf den Markt zu bringen – damit wir unseren Beitrag zur Lösung der globalen Plastikverschmutzung leisten können.“

Der Europäische Innovationsrat (EIC) ist ein neues Förderinstrument, das im Rahmen des Programms „Horizon 2020" im März 2021 offiziell gestartet ist. Mit einem Budget von mehr als 10 Mrd. Euro sollen die Entwicklung und Verbreitung bahnbrechender Technologien und Innovationen während des gesamten Lebenszyklus' – von der Frühphasenforschung über den Konzeptnachweis und den Technologietransfer bis hin zur Finanzierung und Vergrößerung von Start-ups und KMU in der EU unterstützt werden. Der EIC-Accelerator fördert gezielt kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Neben der finanziellen Unterstützung werden Start-ups wie Traceless Materials vom EIC auch durch Coaching, Mentoring sowie Kontakte zu anderen Investoren und Unternehmen unterstützt.

Contributing to the idea of a circular bioeconomy, the Hamburg-based start-up traceless materials has developed a bio-based material that leaves no trace in the environment but is compostable and can therefore be disposed of in organic waste. The young company is now receiving a grant of 2.4 million euros from the European Innovation Council (EIC) to further develop its technology.

Innovation opens up market opportunities for packaging industry

This makes traceless materials one of 65 companies selected for funding from a total of 4,000 applicants. "The proposed innovation represents a real breakthrough in the field of plastic materials, combining a circular and sustainable approach based on agricultural waste, innovative conversion and final material properties that go beyond the state of the art. This will provide a fully biodegradable solution for many sectors," said the jury. According to the committee, "the combination of biodegradability with specific thermomechanical barrier and compatibility properties can open important market opportunities, especially for the packaging industry."

Bioplastic from agricultural residues

traceless materials is a spin-off of the Technical University of Hamburg and was only founded in September 2020 by Anne Lamp and Johanna Baare. In the production of the novel material, they use residues from agricultural food production as well as starch or brewery residues. The material can then be used for films and other food packaging. According to the company, the material is biodegradable within two to nine weeks, depending on the starch.

Accelerate time to market

"We are proud and happy, because this is a great recognition of all our achievements of the past year!", says CEO and founder Anne Lamp. "The funding will enable us to accelerate our development even further and bring traceless to market quickly - enabling us to do our part to solve global plastic pollution."

The European Innovation Council (EIC) is a new funding instrument officially launched under the Horizon 2020 program in March 2021. With a budget of more than €10 billion, it aims to support the development and dissemination of breakthrough technologies and innovations throughout their lifecycle - from early-stage research, proof of concept and technology transfer to the financing and scaling-up of startups and SMEs in the EU. The EIC Accelerator provides targeted support to small and medium-sized enterprises (SMEs). In addition to financial support, start-ups such as traceless materials are also supported by the EIC through coaching, mentoring and contacts with other investors and companies.

Die Nationale Forschungsdateninfrastruktur für Mikrobiota-Forschung (NFDI4Microbiota) soll Daten aus der Mikrobiologie strukturell vereinheitlichen und besser zugänglich machen. Zugleich soll sie Forschungsteams darin unterstützen, diese Daten zu nutzen und die eigenen Daten so zu organisieren, dass sie für andere Forschungsgruppen nutzbar sind. Das Vorhaben, das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) mit jährlich 85 Mio. Euro gefördert wird, will über fünf Jahre bis zu 30 Konsortien dabei unterstützen, bundesweit den Weg für ein besseres Datenmanagement zu ebnen. Im Juli hatte die DFG mitgeteilt, dass eines dieser Konsortien die Mikrobiota-Forschung mit zehn Partnerinstitutionen sein würde.

Daten besser nutzbar machen

„Nur wenn mikrobielle Daten international frei verfügbar und intelligent nutzbar sind, kann die Biodiversität erschlossen werden und wissenschaftliche Kooperationen können gedeihen!“, erklärte der wissenschaftliche Direktor des beteiligten Leibniz-Instituts DSMZ-Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen in Braunschweig, Jörg Overmann, jetzt zum Auftakt. Die Kernaufgaben sind demnach, Zugänge zu Daten zu schaffen, Tools zur Datenanalyse zu entwickeln, Standards für Daten und Metadaten zu schaffen sowie Trainingsangebote aufzulegen. Darüber hinaus sei vorgesehen, sich mit anderen Konsortien der Nationalen Forschungsdateninfrastruktur zu vernetzen, um gemeinsame Standards zu finden und auch gemeinsame Lösungen zu entwickeln.

Vorteile für Grundlagen- und angewandte Forschung

Das übergeordnete Ziel dieser Maßnahmen ist es, dass Forschende aus der Mikrobiologie künftig mühelos vorhandene Forschungsdaten in ein tiefes Verständnis von mikrobiellen Spezies und deren Interaktionen auf molekularer Ebene übersetzen können. Das soll auch Praxisanwendungen wie die Erforschung neuer Krankheitserreger oder die Entwicklung biotechnologischer Prozesse beschleunigen.

Zehn Partner- und mehr als 50 teilnehmende Institutionen

Neben den Partnerinstitutionen sind am Konsortium mehr als 50 Institutionen beteiligt. Koordiniert wird NFDI4Microbiota von Alice McHardy vom Helmholtz-Zentrum für Infektionsforschung HZI und Konrad Förstner von der ZB MED – Informationszentrum Lebenswissenschaften.

The National Research Data Infrastructure for Microbiota Research (NFDI4Microbiota) aims to structure microbiology data and thus make it more accessible. This is intended to help research teams leverage the data and organize their own data so that it is accessible to other research groups. The project, which is funded by the German Research Foundation (DFG) to an annual tune of 85 million euros, aims to support up to 30 consortia over five years to pave the way for better data management nationwide. In July, the DFG had announced that one of these consortia would be Microbiota Research.

Making data more accessible

"Only when microbial data are internationally available and intelligently usable can biodiversity be explored and scientific collaborations thrive!" explained the scientific director of the participating Leibniz Institute DSMZ-German Collection of Microorganisms and Cell Cultures in Braunschweig, Jörg Overmann. Accordingly, the core tasks are to make data accessible, to develop tools for data analysis, to create standards for data and metadata, and to set up training programs. Furthermore, it is planned to network with other consortia of the National Research Data Infrastructure in order to find common standards and to develop common solutions.

Advantages for basic and applied research

The overall goal of these measures is to enable microbiology researchers to effortlessly translate existing research data into a deep understanding of microbial species and their interactions at the molecular level. This should also accelerate practical applications such as research into new pathogens or the development of biotechnological processes.

Ten partner and more than 50 participating institutions

In addition to the ten partner institutions, more than 50 institutions are participating in the consortium. NFDI4Microbiota is coordinated by Alice McHardy from the Helmholtz Centre for Infection Research HZI and Konrad Förstner from the ZB MED - Information Center Life Sciences.

Es ist eine gleich doppelt nachhaltige Methode: Im Forschungsprojekt HypoWave haben Fachleute erprobt, wie sich Gemüse in hydroponischen Systemen anbauen lässt, bei denen das nötige Wasser kein Trink- oder Grundwasser, sondern aufbereitetes Wasser ist. In hydroponischen Systemen wachsen Pflanzen ohne Erde in einer Nährlösung, was eine genauere Dosierung von Nährstoffen ermöglicht und negative Effekte ausgeschwemmter Nährstoffe für Böden und Gewässer vermeidet. Weil das Projekt so erfolgreich war, soll es nun im großtechnischen Maßstab weiter erprobt werden. Auch HypoWave+ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert.

Ein Hektar Tomaten und Paprika

„Jetzt geht es darum, die Erfahrungen mit dem wassereffizienten Verfahren auf der Basis von recyceltem Wasser in die Großproduktion zu bringen und wissenschaftlich zu begleiten“, beschreibt Projektleiter Thomas Dockhorn von der TU Braunschweig den nächsten Schritt. Gemeinsam mit einem niedersächsischen Landwirt sollen im HydroWave-Verfahren auf einem Hektar Anbaufläche bis zu 700 Tonnen Tomaten und Paprika unter Glas produziert werden. „Im Zuge der wissenschaftlichen Begleitung von HypoWave+ konzentrieren wir uns auf Fragen des Qualitätsmanagements und der Marktfähigkeit des Verfahrens“, erläutert Projektkoordinatorin Martina Winker vom ISOE – Institut für sozial-ökologische Forschung in Frankfurt am Main.

Wachsende Bedeutung durch Klimakrise

Die Produktion soll regional vermarktet werden, doch im Forschungsprojekt geht es nicht nur um eine lokale Lösung, sondern auch darum, ein Modell zu entwickeln, das sich an andere Standorte anpassen lässt. Der Bedarf dürfte da sein, denn infolge des Klimawandels steigt die Anzahl der Hitze- und Dürretage in Deutschland an. Wassersparenden Anbaumethoden kommt daher eine wachsende Bedeutung zu. Außerdem sei im HypoWave-Verfahren der Anbau von Gemüse nahezu ganzjährig möglich. Der regionale, wasserschonende Gemüseanbau unter Glas könne daher „zu einer echten Option für Landwirte“ werden, so Winker.

2,8 Mio. Euro Fördermittel

Am Verbundprojekt „HypoWave+ – Implementierung eines hydroponischen Systems als nachhaltige Innovation zur ressourceneffizienten landwirtschaftlichen Wasserwiederverwendung“ sind neben der TU Braunschweig und dem ISOE das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, die Universität Hohenheim (UHOH), der Abwasserverband Braunschweig (AVB), der Wasserverband Gifhorn (WVGF), IseBauern GmbH & Co. KG, aquatune GmbH (a Xylem brand), Ankermann GmbH & Co. KG, Huber SE und INTEGAR – Institut für Technologien im Gartenbau GmbH beteiligt. Das Vorhaben wird mit insgesamt 2,8 Mio. Euro vom BMBF gefördert.

Zum nahenden Ende des Wissenschaftsjahrs 2020/21 – Bioökonomie kündigt sich noch ein echtes Highlight an: Am 2. November startet das Projekt „NaturFutur – Bioökonomie erleben“ mit einer interaktiven Ausstellung und einem vielseitigen Begleitprogramm. NaturFutur ist eine Kooperation zwischen dem Museum für Naturkunde Berlin und der Informationsplattform bioökonomie.de. Bis zum 5. Dezember eröffnet das Experimentierfeld im Naturkundemuseum Einblicke in die verschiedensten Themenfelder der Bioökonomie.

Beziehung zwischen Natur und Gesellschaft ausloten

„Bei NaturFutur geht es um unsere Zukunft und gleichzeitig um die Zukunft der Natur,“ so Martin Reich von bioökonomie.de. „Beide sind untrennbar miteinander verknüpft und das wird beim Konzept der Bioökonomie besonders deutlich. Denn es geht darum, wie wir unsere Lebens- und Wirtschaftsweise mit den Kreisläufen der Natur verschränken und in Einklang bringen.“

„Das Projekt ist jedoch viel mehr als eine Ausstellung“, sagt Julia Diekämper, verantwortlich für Kooperationen und Partnerschaften im Museum für Naturkunde. „Ein vielschichtiges Begleitprogramm – Workshops, Stadtführungen, künstlerische Interventionen – stiftet hier nicht nur unterschiedliche Herangehensweise, sondern versteht sich als Plattform, um über Zielkonflikte einer nachhaltigen Zukunft, Nutzungskonkurrenzen von Land und Biomasse, den Zusammenhang zwischen Konsum und Produktion, Biotechnologie und Naturschutz ins Gespräch zu kommen. Die Besuchenden sind dabei ausdrücklich eingeladen, ihre Meinungen, Haltungen und Überzeugungen zu teilen und so am Gesamtbild der Ausstellung mitzuwirken.”

„NaturFutur baut faszinierend die für die aktuellen Herausforderungen so notwendigen Brücken zwischen Alltagswelten und Wissenschaften“, sagt der Generaldirektor des Museums für Naturkunde Berlin, Johannes Vogel. „Das Experimentierfeld des Museums für Naturkunde ist der ideale Ausgangspunkt für eine gemeinsame Entdeckungsreise, bei der es gilt, die Beziehung zwischen Natur und Gesellschaft aus verschiedenen Perspektiven auszuloten.“

Im Jahr 2050 sollen bis zu zehn Milliarden Menschen auf der Erde leben. Doch schon heute sorgen Bodenknappheit und die Folgen des Klimawandels dafür, dass nicht alle Menschen mit frischen, nährstoffreichen Nahrungsmitteln versorgt werden können. Auch wenn die Einflussmöglichkeiten jedes Einzelnen gering erscheinen: Wieviel Boden Lebensmittel verbrauchen, unterscheidet sich sehr stark und kann durch unser Essverhalten durchaus beeinflusst werden.

Die Ausstellung Boden-Wachsen-Nahrung zeigt, wieviel Fläche beispielsweise verbraucht wird, um ein Schwein aufzuziehen, dessen Fleisch später für die Herstellung einer Salami verwendet wird – und wie wenig Fläche der Anbau von Erbsen oder Linsen hingegen benötigt. Nicht nur pflanzliche Proteine haben einen wesentlich geringerem Ressourcen-Fußabdruck.

Auch Pilze haben ein vielfältiges Potenzial. So werden etwa Kombucha- und sogenannte Vitalpilze für Tees und Kaffeealternativen, und der hohe Proteingehalt anderer Arten zur Herstellung nahrhafter Fleischalternativen genutzt. CO₂-arm ist auch die Aufzucht von Insekten wie Mehlwürmer, Grillen und Heuschrecken, die in der EU für Lebensmittel bereits zugelassen sind. Sie sind ebenfalls reich an Proteinen, können aber regional und auf kleinstem Raum gedeihen. Auch Exoten wie Quallen sind nährstoffreich und gedeihen ressourcenschonend.

Die Ausstellung bedient auch den Trend zum Selbermachen. So kann man lernen, wie man veganen Joghurt selbst hergestellt oder Pilze auf Kaffeesatz züchtet und, wie man mithilfe einer modernen App Salat optimal mit Licht und Nährstoffen versorgt. Auch der 3D-Druck als Kochgehilfe der Zukunft findet hier seinen Platz und zeigt, wie Speisen künftig hergestellt werden könnten.

Ein interaktives Augmented-Reality-Exponat bietet zudem die Möglichkeit, das Thema auf eine ganz besondere Weise zu erleben. Der Blick in die virtuelle Welt gibt gleichzeitig Informationen zu BMBF-geförderten Forschungsprojekten in Form von Texten, Videos sowie kleinen Animationen preis. Neben zahlreichen Exponaten wird die Ausstellung von Workshops und künstlerischen Interventionen flankiert.

Wie kaum eine andere Branche nutzt die Modeindustrie eine Vielzahl an biobasierten Alternativen und Innovationen. Das Experimentierfeld im Berliner Museum für Naturkunde zeigt junge Mode-Designerinnen und -Designer, die mutig mit neuartigen Naturmaterialien und alternativen Herstellungsprozessen experimentieren. Präsentiert werden beispielsweise Kleidungsstücke, die aus der Rinde unterschiedlicher Bäume, aus Spargelresten oder Wurzeln gefertigt oder mit Pigmenten von Mikroalgen gefärbt wurden. Ein anderer natürlicher Farbgerber ist Blauholz. Das schadstofffreie Naturmaterial wurde für ein Batik-Shirt bei einem DIY-Workshop im Rahmen des Wissenschaftsjahres Bioökonomie (BMBF) genutzt.

Auch neue, biobasierte Kollektionen bekannter Modemarken sind vertreten: ein Outfit in Creme vereint gleich mehrere Bioökonomie-Aspekte. Das Oberteil ist aus Algenfasern gefertigt und mit einem schützenden Film aus Pfefferminzöl versehen. Die Druckfarbe der Shorts basiert wiederum auf Schmutzpartikeln, die aus der Luft gewonnen werden. Tasche und Halskette in grün bestehen aus Malai – einem Verbundstoff, der aus bakterieller Zellulose gewonnen wird, die wiederum auf landwirtschaftlichen Abfällen der Kokosnussindustrie wächst. Auch pflanzliche Lederalternativen aus Reststoffen der Apfelsaftproduktion oder auf Basis von Kakteen sind zu sehen oder Rollschuhe aus tierischem Leder, die mit pflanzlichen Gerbstoffen behandelt wurden.

Die Ausstellung gewährt aber auch einen Blick ins Labor und zeigt, wie Hightech-Materialien in der Petrischale heranwachsen, Mikroalgen gezüchtet und Kleidung mit Enzymen behandelt werden, um Fusselbildung und blasse Farben zu verhindern. Ein Blick in den Kompost offeriert zudem Kandidaten für die Herstellung von veganem Leder und geruchsmindernden Fasern. Welche natürlichen Utensilien Modeschaffende zum Einfärben und Gerben nutzen, können Besuchende auch bei einem Waldspaziergang kennenlernen.

Im „Bioökonomie Labor“ ist Mitmachen angesagt. Hier können Interessierte in einem Workshop herausfinden, ob sich Mikroalgen zum Drucken eignen. Spannende Einblicke in eine mögliche, nahe Zukunft der Bioökonomie-Welt gewährt das Augmented-Reality-Exponat im der Ausstellung.

Aus Leuna in die Welt: Der Coca-Cola-Konzern will künftig vom finnischen UPM-Konzern Monoethylenglykol (MEG) herstellen lassen, den wichtigsten Bestandteil von PET-Flaschen. Produziert werden soll die Chemikalie in der aktuell im Bau befindlichen Bioraffinerie in Leuna in Sachsen-Anhalt aus holziger Biomasse. Für die Herstellung des MEG haben Coca-Cola und der Technologieentwickler Changchun Meihe ein neues Verfahren entwickelt, dass gegenüber der bisherigen Methode einen Produktionsschritt einspart. 2022 soll der Betrieb in Leuna starten, 2023 die volle Produktionsleistung von 220.000 Tonnen pro Jahr erreichen. Neben MEG sollen auch Monopropylenglykol und Funktionsfüllstoffe produziert werden.

Nachhaltiges Laubholz und Reststoffe als Rohstoffe

Die Bioraffinerie in Leuna soll Nebenströme der Holzindustrie und Laubholz aus zertifiziert nachhaltiger Forstwirtschaft aus der Region verwenden. Auf diese Weise sollen die CO₂-Emissionen herkömmlicher erdölbasierter Verfahren ebenso vermieden werden wie Landnutzungskonflikte mit der Nahrungsproduktion, wie sie bei Biomasse der ersten Generation häufig auftreten. Bereits 2009 hatte Coca-Cola mit der „PlantBottle“ begonnen, biobasierte Getränkeverpackungen einzuführen. Jetzt möchte das Unternehmen deren Nachhaltigkeit weiter ausbauen und seinem kürzlich verkündeten Ziel näher kommen, bis 2025 die Produktion von drei Mio. Tonnen neuer, erdölbasierter Kunststoffe zu vermeiden.

Branche Richtung Kreislaufwirtschaft bewegen

„Die Realisierbarkeit dieses Biomaterials der nächsten Generation ist ein signifikanter technologischer Durchbruch in unseren anhaltenden Bestrebungen unsere fabrikneuen ölbasierten Kunststoffe zu verringern, indem wir verstärkt recycelte und erneuerbare Alternativen nutzen“, sagte deshalb auch Nancy Quan, CTO von Coca-Cola, bei der Verkündung der Kooperation im Oktober. Das könne nicht nur dem Unternehmen helfen, die eigenen Verpflichtungen zur CO₂-Minderung zu erfüllen, sondern die gesamte Branche in Richtung einer Kreislaufwirtschaft bewegen. Letzteres spielt wohl darauf an, dass Coca-Cola und UPM vereinbart haben, dass die chemischen Produkte aus der Bioraffinerie in Leuna auch anderen Kunden, sogar Mitbewerbern, angeboten werden dürfen.

UPM plant breite Vermarktung

Juuso Konttinen, Vizepräsident des Bereich Biochemikalien bei UPM, erklärte: „Die Entscheidung, die biobasierte MEG-Technologie der Coca-Cola-Company und von Meihe zu kommerzialisieren, wurde nach intensiver Bewertung getroffen, und wir sind erfreut über die Aussicht, unsere Produkte entsprechend der jetzt getroffenen Vereinbarung mit der Coca-Cola-Company breit zu vermarkten.“ Erst wenige Tage zuvor hatte Konttinen angekündigt, auch die Vermarktung der Funktionsfüllstoffe hochzufahren. Sie werden bei Gummi- und Plastikprodukten vor allem in der Automobilindustrie, in Bodenbelägen und Schuhsolen genutzt. Produktentwicklung, Produkttests und die Herstellung verschiedener Gummimischungen haben in Leuna bereits begonnen. Auch hier soll die Massenproduktion ab 2023 erfolgen.