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Almost every third startup founded in Germany in 2021 can be considered "green". This is the conclusion of the 4th Green Startup Monitor from the Startup Association and the Borderstep Institute. At 29%, the share of all startups is thus roughly at the previous year's level of 30%. The study defines startups as "green" if they classify themselves as part of the green economy, if it is important to them to have a positive social and ecological impact with their corporate strategy, and if they also integrate their ecological and/or social impact into their key performance indicators.

Major transformation plays important role

According to the study, the share of green startups was particularly high in energy (67%) and agriculture (66%). Below average are, for example, construction and real estate (25%), banking and finance (19%) and tourism (18%). At the bottom of the list is the human resources sector with 10%. At the same time, 35% of all green startups have a business model that is designed for the major transformation of the economy and society toward sustainability. Across all startups, this share is 23%.

Particularly innovative and female

71% of green start-ups rate themselves as innovative or very innovative. This puts them six percentage points ahead of the non-green start-ups. Moreover, green start-ups are female: 21% were founded by women. For non-green startups, this is only true for 15%. In addition, green start-ups place particularly high value on sustainability on the part of their investors: 59% expect this, compared to 21% for other start-ups. Unsurprisingly, green startups are much more likely to demand that politicians promote entrepreneurial innovations for climate protection (62%) than other startups (29%).

Fluor ist ein kleines Atom mit großer Wirkung: Seit Jahrzehnten nutzt die Pharmaindustrie es, um medizinische Wirkstoffe zu verbessern. So kann Fluor die Bindung eines Wirkstoffs an sein Zielmolekül verbessern, die Verfügbarkeit des Wirkstoffs für den Körper erhöhen oder die Verweildauer des Wirkstoffs im Körper verändern. Bislang erforderte der Einbau des Fluors meist aufwendige chemische Synthesen. Jetzt hat ein Forschungsteam im Fachjournal „Nature Chemistry“ ein biotechnologisches Verfahren dafür vorgestellt.

Fluorierung trotz hohen Aufwands populär

Als „brachial“ bezeichnet Martin Grininger, Professor für Organische Chemie und Chemische Biologie an der Goethe-Universität Frankfurt am Main, die bisherige chemische Methode und benennt als weiteren Nachteil, „dass man in der Auswahl der Position, an die das Fluor angefügt werden soll, sehr eingeschränkt ist“. Trotzdem sind die Vorzüge so groß, dass fast jeder zweite in den USA zugelassene Wirkstoff mit weniger als 100 Atomen Größe mindestens ein Fluoratom enthält.

Grininger und sein Team wollten die schwierige Synthese der Natur überlassen. Lebewesen sind bekanntlich ausgezeichnet darin, mit ihren Enzymen auch komplexe biochemische Reaktionen unter milden Reaktionsbedingungen umzusetzen. Die Fachleute wählten daher ein Bakterium, das natürlicherweise das Antibiotikum Erythromycin bildet. In dessen Biosyntheseweg schleusten sie ein angepasstes Protein aus der Maus ein, das in der Lage ist, Fluor in das Antibiotikum zu integrieren.

Fluor bei der Biosynthese einschleusen

„Wir schleusen die fluorierte Einheit während des Herstellungsprozesses ein, das ist effektiv und elegant“, schildert Grininger einen weiteren Vorteil, „denn es erlaubt die sehr flexible Positionierung des Fluors im Naturstoff, wodurch dessen Wirksamkeit beeinflusst werden kann.“ Tatsächlich konnte das Forschungsteam bereits zeigen, dass der fluorierte Wirkstoff auch gegen Erreger wirkt, die gegen gewöhnliches Erythromycin resistent sind.

Doch dabei wollen die Forschenden es nicht belassen: „Das Spannende ist, dass wir mit dem Erythromycin einen Vertreter einer ungeheuer großen Stoffklasse fluorieren konnten, den sogenannten Polyketiden“, sagt Grininger. Es seien rund 10.000 Polyketide bekannt und viele würden als Naturstoffmedikamente wie zum Beispiel als Antibiotika, Immunsuppressiva oder Krebsmittel genutzt. „Unser neues Verfahren hat daher ein riesiges Potenzial zur chemischen Optimierung dieser Naturstoffgruppe – bei den Antibiotika vor allem die Überwindung von Resistenzen.“

Start-up soll Verfahren in die Praxis bringen

Das Team testet nun die antibiotische Wirkung weiterer fluorierter Erythromycin-Verbindungen und Polyketide. „Unsere Technologie kann einfach und schnell neue Antibiotika generieren und bietet nun ideale Anknüpfungspunkte für Projekte mit industriellen Partnern“, wirbt Griningers Kollege Mirko Joppe. Ein Start-up soll dabei helfen, das neue Verfahren schnell in die Praxis zu bringen. Die Chancen sind nicht schlecht, denn die Entwicklung neuer Antibiotika ohne Vorarbeit aus der öffentlichen Forschung ist für die Branche oft unwirtschaftlich.

Fluorine is a small atom with a big effect: For decades, the pharmaceutical industry has been using it to improve active medical ingredients. For example, fluorine can improve the binding of an active ingredient to its target molecule, increase the availability of the active ingredient to the body, or change the residence time of the active ingredient in the body. Until now, incorporating fluorine usually required complex chemical syntheses. Now, a research team has presented a biotechnological process for this in the journal Nature Chemistry Nature Chemistry.

Fluorination popular despite high effort

Martin Grininger, professor of organic chemistry and chemical biology at the Goethe University in Frankfurt am Main, describes the previous chemical method as "brute force" and names as a further disadvantage "the fact that one is very limited in the choice of the position to which the fluorine is to be added". Nevertheless, the advantages are so great that almost every second active ingredient approved in the U.S. with a size of less than 100 atoms contains at least one fluorine atom.

Grininger and his team wanted to leave the difficult synthesis to nature. Living organisms are known to be excellent at using their enzymes to convert even complex biochemical reactions under mild reaction conditions. The experts therefore chose a bacterium that naturally produces the antibiotic erythromycin. In its biosynthetic pathway, they introduced an adapted protein from the mouse that is capable of integrating fluorine into the antibiotic.

Introduce fluorine during biosynthesis

"We introduce the fluorinated moiety during the manufacturing process, which is effective and elegant," Grininger describes, "because it allows very flexible positioning of the fluorine in the natural product, which can influence its efficacy." In fact, the research team has already demonstrated that the fluorinated agent is also effective against pathogens that are resistant to ordinary erythromycin.

The researchers don't want to leave it at that: "The exciting thing is that with erythromycin we have been able to fluorinate a representative of an enormously large class of substances, the so-called polyketides," says Grininger. There are about 10,000 known polyketides, he said, and many are used as natural product drugs, such as antibiotics, immunosuppressants or anticancer agents. "Our new process therefore has huge potential for chemical optimization of this group of natural products - especially overcoming resistance in the case of antibiotics."

Start-up to bring processes into practice

The team is now testing the antibiotic effect of further fluorinated erythromycin compounds and polyketides. "Our technology can easily and quickly generate new antibiotics and now offers ideal starting points for projects with industrial partners," advertises Grininger's colleague Mirko Joppe. A start-up is to help bring the new process quickly into practice. The chances are not bad, because the development of new antibiotics without preliminary work from public research is often uneconomical for the industry.

Seit vielen Jahren unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) den wissenschaftlichen und unternehmerischen Nachwuchs bei der Umsetzung innovativer Ideen. Mit dem 2021 veröffentlichten BMBF-Konzept "Nachwuchsförderung für eine nachhaltige Bioökonomie" wird die Nachwuchsförderung eng mit der in der Nationalen Bioökonomiestrategie verankerten Nachhaltigkeitsagenda verknüpft. Hier setzt auch die 2021 gestartete Förderinitiative „Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ an. Mithilfe einer Förderung soll jungen Forschende der Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe in Forschungseinrichtungen oder Unternehmen ermöglicht werden, um ihre kreativen Projektideen umzusetzen. Die aufgezeigten Lösungsansätze zur Weiterentwicklung der Bioökonomie müssen dabei stets die Ziele für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen (SDGs) aufgreifen und überzeugend integrieren.

Im Rahmen der ersten von insgesamt drei Auswahlrunden der Förderinitiative „Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ hat ein Expertengremium aus einer Vielzahl von Bewerbern die vielversprechendsten Projektideen drei junger Forschender ausgewählt: Eine Nachwuchsforscherin und zwei Nachwuchsforscher haben Anfang August mit der Umsetzung ihrer Ideen und dem Aufbau einer eigenen Arbeitsgruppe begonnen. Die Projekte werden in den kommenden fünf Jahren bis 2027 mit jeweils bis zu 3 Mio. Euro gefördert. Alle drei Nachwuchsgruppen adressieren zukunftsträchtige Themen, die dazu beitragen, die Bioökonomie nachhaltiger zu gestalten. Hier sind die Projekte im Überblick.

Nachaltiger Wasserstoff aus Bio-Photovoltaik-Anlagen

So wird sich ein Team um Bin Lai vom Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) mit einer neuen Technologie zur nachhaltigen Wasserstoffproduktion befassen. Die Technologie namens Bio-Photovoltaik (BPV) zielt darauf ab, Wasserstoff direkt aus Wasser und Sonnenlicht zu produzieren. Bei Biophotovoltaik handelt es sich um ein biohybrides System, welches den biologischen Prozess der Photosynthese mit der elektrochemischen H₂-Synthese koppelt. Cyanobakterien nutzen hier das Sonnenlicht zur Photosynthese. In diesen Organismen wird dabei Wasser in Sauerstoff, Protonen und freie Elektronen gespalten. Diese Elektronen werden dann auf das elektrochemische System übertragen, um dann reines H₂zu erzeugen. Geplant ist die BPV-Technologie für den dezentralen Einsatz – etwa auf einem Hausdach. Damit soll eine maximale Nutzung der Sonnenenergie erreicht und Energieverluste wie durch den Transport reduziert werden. Die Vorteile der Technologie liegen zum einen in dem geringen Energie- und Ressourcenbedarf, zum anderen in der Fähigkeit der Cyanobakterien, CO₂ zu binden. Die Arbeit des Teams wird mit 2,9 Mio. Euro unterstützt.

Kunststoff-Recyling mit Enzymen beschleunigen

Das Forschungsteam um Lukas Reisky von der Covestro AG will hingegen das Recycling von Kunststoffabfällen und Altprodukten beschleunigen und die Rohstoffe damit schneller kreislauffähig, also wieder nutzbar machen. Drei Wege werden hier ausgelotet: das Kunststoffrecycling mithilfe von Enzymen, die programmierte Biodegradation – also die Entwicklung eines steuerbaren Abbaumechanismus, damit freigesetzte Kunststoffe in der Natur vollständig zersetzt werden – und zuletzt die Verwendung von Enzymen zur Aufbereitung von Abwässern in der Kunststoffproduktion. Das Projekt wird mit 2,5 Mio. Euro gefördert.

Die Überfischung der Meere ist ein globales Problem. 33 % der kommerziell genutzten Fischbestände sind nach Angaben der Umweltschutzorganisation WWF davon betroffen. In Europa ist es noch dramatischer: Im Mittelmeer und im Schwarzen Meer gelten demnach sogar 62,2 % der Bestände als überfischt. Derweil steigt die Nachfrage nach Fisch jedoch weiter an. Das Food-Tech-Start-up Bluu Seafood will mit Produkten aus kultivierten Fischzellen die überfischten Meere wieder ins Gleichgewicht bringen. Das 2020 in Berlin gegründete Unternehmen hat mit Fischstäbchen und Fischbällchen nun erste zellbasierte Fischprodukte zur Marktreife gebracht.

Zulassungen für zellbasierte Fischprodukte beantragt

„Mit der Fertigstellung erster Produkte haben wir nach weniger als zwei Jahren operativer Arbeit sichtbare Ergebnisse vorzuweisen. Damit sind wir offiziell das erste Unternehmen in Europa, das kultivierten Fisch herstellt. Wir arbeiten eng mit den Zulassungsstellen zusammen, damit der Weg für die Markteinführung frei wird, und nutzen die Zeit, um uns auf die Skalierung zu konzentrieren“, so Gründer und Geschäftsführer Sebastian Rakers.

Erste Markteinführung Ende 2023 erwartet

Aktuell werden die Genehmigungsverfahren für die marktreifen Produkte angeschoben. Mit einer ersten Zulassung und Markteinführung rechnet das Unternehmen in Singapur bis Ende 2023, da dort der Zulassungsprozess am weitesten vorangeschritten ist. Darüberhinaus werde die Zulassung in den USA, in Großbritannien und in der EU beantragt, heißt es.

Fischfilets und Sashimi in der Entwicklung

Die von Bluu Seafood entwickelten Fischprodukte basieren auf Forellen‐ und Lachszelllinien und werden ohne tierisches Serum im Bioreaktor gezüchtet. Daneben wurden die Produkte mit pflanzlichen Proteinen angereichert, um dem Original möglichst nah zu kommen. Neben Fischstäbchen und Fischbällchen arbeitet das Unternehmen eigenen Angaben zufolge bereits an komplexeren Produkten wie Fischfilets und Sashimi. „Mit Bluu Seafood können wir einen wichtigen Beitrag zur Versorgung mit tierischem Eiweiß leisten, der einen ressourcenschonenden Umgang mit unseren Meeren erlaubt und so hoffentlich auch die Biodiversität in diesem für uns alle wichtigen Lebensraum fördert“, betont Rakers.

Mit seiner Expertise bei der Entwicklung und Produktion von zellbasiertem Fisch konnte Bluu Seafood im vergangenen Jahr führende internationale Investoren und Partner gewinnen.

Overfishing of the oceans is a global problem. According to the environmental protection organization WWF, 33% of commercial fish stocks are affected. In Europe, the situation is even more dramatic: In the Mediterranean and Black Seas, as much as 62.2% of stocks are considered overfished. Meanwhile, however, demand for fish continues to rise. Food tech startup Bluu Seafood wants to rebalance overfished seas with alternatives made from cultured fish cells. Founded in Berlin in 2020, the company has now brought its first cell-based fish products to market with fish sticks and fish balls.

Approvals filed for cell-based fish products

"With the finalization of the first products, we have produced tangible results after less than two years of operational work. This officially makes us the first company in Europe to produce cultured fish. We are working closely with regulatory agencies to clear the way for market launch and are using the time to focus on scaling up," says founder and CEO Sebastian Rakers.

First market launch expected at the end of 2023

The approval processes for the market-ready products are currently being initiated. The company expects initial approval and market launch in Singapore by the end of 2023, as the approval process has progressed furthest there. In addition, approval is being sought in the USA, the UK and the EU, according to the company.

Fish fillets and sashimi in development

The fish products developed by Bluu Seafood are based on trout and salmon cell lines and are grown in a bioreactor without animal serum. In addition, the products have been enriched with vegetable proteins to come as close as possible to the original. Apart from fish sticks and fish balls, the company says it is already working on more complex products such as fish fillets and sashimi. "With Bluu Seafood, we can make an important contribution to the supply of animal protein that allows us to use our oceans in a way that conserves resources and thus hopefully also promotes biodiversity in this habitat that is so important to us all," Rakers emphasizes.

With its expertise in the development and production of cell-based fish, Bluu Seafood was able to attract leading international investors and partners last year.

Nicht nur geschmacklich, auch in puncto Nährstoffe soll die Lachsalternative aus Erbsenprotein, Algenextrakten und Pflanzenölen mit dem tierischen Pendant mithalten können: Reich an Proteinen, Omega-3-Fettsäuren sowie den Vitaminen D und B12, aber dafür frei von Schwermetallen und Giftmüll. Denn statt von der Angel entspringt dieser Lachs dem 3D-Drucker im Wiener Büro.

Pflanzenbasierter Fischgenuss zum Wohl von Mensch und Natur

Weltweit werden Fischbestände schneller gefischt als sie sich regenerieren können – und diese Überfischung der Meere hat weitreichende Konsequenzen für Tier und Mensch, Umwelt und Wirtschaft. Im Vergleich zum Lachsfang stößt die Produktion der pflanzenbasierten Lachsalternative weniger CO2 aus, verbraucht weniger Wasser und rettet nicht nur die Fische, sondern auch den Meeresraum. Auf dem Bagel bis in der Sushirolle lässt sich der nachhaltig in Europa und ohne Soja und Allergene hergestellte Lachs bedenkenlos genießen.

Marktreife

Revo Lachs kam im November 2021 als erstes Produkt des Unternehmens auf den Markt und ist bereits heute in mehr als 14 Ländern erhältlich.

Not only in terms of taste, but also nutrients, the salmon alternative made from pea protein, algae extracts and vegetable oils is said to keep up with its animal counterpart: Rich in protein, omega-3 fatty acids and vitamins D and B12, but free of heavy metals and toxic waste. Because instead of being caught on a fishing rod, this salmon comes from the 3D printer in the Vienna office.

Plant-based fish for the benefit of people and nature

Around the world, fish stocks are being fished faster than they can regenerate - and this overfishing of the oceans has far-reaching consequences for animals and humans, the environment and the economy. Compared to salmon fishing, the production of the plant-based salmon alternative emits less CO2, uses less water, and saves not only the fish but also the marine environment. On the bagel to the sushi roll, the salmon produced sustainably in Europe and without soy and allergens can be enjoyed without any worries.

Market readiness

Revo Salmon became the company's first product on the market in November 2021 - and is already available in more than 14 countries.

Das Leben der Menschen auf der Erde ist eng mit der biologischen Vielfalt verbunden. Sie liefert uns die Luft zum Atmen, versorgt uns mit Trinkwasser und sichert unsere Ernährung. Doch die Biodiversität ist seit Jahren bedroht. Das gefährdet Ökosystemleistungen, die maßgeblich für die Gesundheit der Menschen wichtig sind. Fakt ist: Es bestehen vielfältige Verbindungen zwischen Biodiversität und der menschlichen Gesundheit. Über mögliche kausale Zusammenhänge ist jedoch noch wenig bekannt. Ob und wie die Potenziale der Biodiversität für die Gesundheitsförderung eingesetzt werden können, soll nun genauer erforscht werden. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat daher im Rahmen der Forschungsinitiative zum Erhalt der Artenvielfalt eine neue Fördermaßnahme gestartet.

Vor dem Hintergrund der aktuellen Biodiversitätskrise sowie der vielfältigen Herausforderungen, die die menschliche Gesundheit betreffen, hat das Thema auf nationaler wie internationaler Ebene stark an Aufmerksamkeit gewonnen. So waren in den Jahren 2017/2018 Biodiversität und Gesundheit das Schwerpunktthema der UN-Dekade Biologische Vielfalt. Auch in den von den Vereinten Nationen im Rahmen der Agenda 2030 formulierten Nachhaltigkeitszielen (Sustainable Development Goals, kurz SDGs genannt) werden mit den SDG 3 „Gesundheit und Wohlergehen“, den SDG 14 „Leben unter Wasser“ und 15 „Leben auf dem Land“ direkt die menschliche Gesundheit und der Erhalt der biologischen Vielfalt adressiert.

Neue Ansätze zur Gesundheitsförderung auf Basis der Biodiversität

Die Forschungsinitiative zum Erhalt der Artenvielfalt ist die vierte Leitinitiative des vom BMBF initiierten Rahmenprogramms „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA). Mit der neuen Fördermaßnahme zur Erforschung der Zusammenhänge zwischen Biodiversität und menschlicher Gesundheit will das BMBF nun Forschungsprojekte fördern, die innovative Ansätze zur Gesundheitsförderung basierend auf der Biodiversität erschließen und so einen grundlegende Beitrag zum Verständnis der Zusammenhänge zwischen einer biodiversen Umgebung und der menschlichen Gesundheit schaffen.

Betrachtet werden sollen Gefahren als auch Nutzen für die physische und für die psychische menschliche Gesundheit. Die Ergebnisse dieser Förderprojekte sollen einen Beitrag zur Prävention und Gesundheitsförderung sowie therapeutische Ansätze gegen körperliche und psychische Leiden liefern und konkret aufzeigen, wie die Biodiversität die Gesunderhaltung und Krankheitsentstehung beeinflussen kann. Als wichtiges weiteres Ergebnis soll durch die Maßnahme jedoch eine erhöhte gesamtgesellschaftliche Motivation zum Schutz biologischer Vielfalt entstehen und dadurch dem Verlust von Biodiversität vorgebeugt werden.

Interdisziplinäre Forschung etablieren

Gefördert werden interdisziplinäre Forschungsprojekte, die Natur-, Gesundheits- und Geisteswissenschaften zusammenführen. Ein Anliegen der Fördermaßnahme ist es, Kooperationen zu etablieren, die bisher eher wenige Berührungspunkte miteinander hatten. Um eine praktische Relevanz der Forschung für die öffentliche Gesundheit und für den Naturschutz herzustellen, sollen außerdem gesellschaftliche Stakeholder miteinbezogen werden. Damit das gelingt, gibt es neben einer dreijährigen Hauptförderphase eine einjährige Vorförderphase. Gegenstand der Förderung bilden in der ersten Förderphase Forschungs- und Entwicklungs- (FuE)-Einzelvorhaben, in der zweiten Förderphase FuE-Verbundvorhaben.

Gefördert werden Projekte, die nachfolgende Themen adressieren:

Integrität von Gewässer- oder Bodenökosystemen
Gesundheitsgefahren durch Zoonosen
Agrobiodiversität
nicht übertragbare Krankheiten
Stadt- und Landschaftsentwicklung
psychische Erkrankungen und Resilienz

Die Forschungsförderung erfolgt in zwei Phasen. In einer einjährigen Konzeptionsphase stellen die Initiatoren aus Forschung und Praxis einen geeigneten Projektverbund zusammen und erarbeiten gemeinsam die konkrete Fragestellung, das Projektdesign und den Arbeitsplan. Für die bis zu dreijährige zweite Phase werden Projekte auf Basis ihrer in der ersten Phase entwickelten Konzepte – mit Partnern zur Durchführung eines Verbundprojekts – ausgewählt.

Was die Spezifität von Synthesen betrifft, sind Enzyme ungeschlagen: Die in allen lebenden Zellen vorhandenen Katalysatoren können komplexe Moleküle erzeugen und das meist ohne unerwünschte Nebenreaktionen. Das haben sie der chemischen Synthese voraus, die zwar hohe Ausbeuten erzielen kann, aber neben energieintensiven Reaktionsbedingungen häufig auch problematische Nebenprodukte mit sich bringt. Eine Forschungsgruppe am Leibniz-Institut für Katalyse in Rostock (LIKAT) möchte die Vorteile beider Welten verbinden.

Hohe Ausbeute mit hoher Spezifität gewünscht

Das Ziel von Gruppenleiter Esteban Mejìa und Doktorand Paul Hünemörder ist es, künstliche Metalloenzyme herzustellen. Metalloenzyme sind Proteine, die in ihrem reaktiven Zentrum ein oder mehrere Metallatome enthalten. Fast die Hälfte aller natürlichen Proteine sind Metalloenzyme, und auch in der Medizin ist ihre Rolle dementsprechend groß. Künstliche Metalloenzyme könnten, so die Hoffnung des Forschungsteams, komplexe pharmazeutische Wirkstoffe hoch spezifisch produzieren. Bislang gibt es keine künstlichen Metalloenzyme, die industriell genutzt werden.

Die hohe Spezifität ist vor allem deswegen von so großer Bedeutung, weil viele Moleküle in zwei Versionen existieren, die chemisch identisch, aber spiegelbildlich aufgebaut sind. Biochemisch ist das jedoch ein großer Unterschied, denn während die eine Version ein wertvoller pharmazeutischer Wirkstoff sein kann, kann sein Spiegelbild im Körper als Gift wirken oder anderweitig Schaden anrichten. Chemische Synthesen erzeugen stets beide Versionen, die dann aufwendig getrennt werden müssen, bevor Patienten sie als Medikament verabreicht bekommen können. Enzyme hingegen erzeugen stets nur eine der beiden Versionen, in der Regel jene, die positive Effekte hat.

Kupferatom verbindet natürlichen und künstlichen Teil

Als Machbarkeitsbeweis haben sich die Forschenden gemeinsam mit Fachleuten der Universität Greifswald ein natürliches Protein gesucht, das in seiner Struktur eine Art flache Tasche aufweist: Lactococcus Multidrug Resistance Regulator, kurz: LmrR. Den synthetischen Teil des Katalysators hat das Team so designt, dass er ein Kupferatom enthält. Dieses Kupferatom versenkt sich in der Tasche des Proteins wie eine Münze in einem Schlitz und verbindet so den natürlichen und den synthetischen Teil.

Dass diese Verbindung tatsächlich wie geplant zustande kommt, konnten die Chemiker bereits nachweisen. In den nächsten Monaten wird es um die Frage gehen, ob auch die katalysierte Reaktion wie erhofft abläuft und nur die gewünschte Version des Zielmoleküls herstellt. Dabei soll es sich um zyklische Alkene handeln, Vorprodukte für Pharmazeutika. Im Herbst wird sich dann zeigen, ob künstliche Metalloenzyme eine neue Option für die Pharmaindustrie darstellen können.

Die Vereinten Nationen haben im Jahr 2015 mit der Agenda 2030 für nachhaltige Entwicklung die UN-Nachhaltigkeitsziele beschlossen. Sie formuliert insgesamt 17 Leitziele und adressiert die wichtigsten ökologischen, ökonomischen und sozialen Herausforderungen. Viele dieser Sustainable Development Goals – kurz SDGs – sind für die Bioökonomie relevant. Sie reichen vom Kampf gegen Hunger über Nachhaltigkeit in Produktion und Konsum bis hin zu Klimaschutzmaßnahmen. Mit der Nationalen Bioökonomiestrategie und der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie hat die Bundesregierung auch hierzulande das biobasierte und nachhaltige Wirtschaften auf die politische Agenda gesetzt und Maßnahmen formuliert, die zum Erreichen der UN-Nachhaltigkeitsziele beitragen können.

Im Fokus des bioökonomischen Wandels stehen vor allem biogene Roh- und Reststoffe. Sie sollen fossile und umweltschädliche Rohstoffe wie Erdöl in Produkten, Verfahren, Dienstleistungen und bei der Energieerzeugung ersetzen. Doch gerade die zunehmende Nutzung von Biomasse könnte zu Konflikten führen, wie einst die Tank-Teller-Debatte bei der Einführung von Biosprit gezeigt hat. „Wir wollen uns von den fossilen Rohstoffen unabhängig machen, um den CO₂-Ausstoß zu reduzieren und die Klimaziele zu erreichen. Aber man muss auch evaluieren, mit was für Rückkopplungseffekten wir rechnen können. Erst wenn man weiß, was passiert, kann man auch Maßnahmen ergreifen, um solche Zielkonflikte zu vermeiden oder zu lösen“, sagt Tobias Heimann vom Kiel Institut für Weltwirtschaft (IfW Kiel).

Zielkonflikte analysieren

Heimann koordiniert seit April 2020 das Verbundprojekt BIOSDG. Darin untersuchen Forschende, welchen konkreten Beitrag die Transformation zur Bioökonomie zur Erreichung der UN-Nachhaltigkeitsziele leisten kann und welche Zielkonflikte sich zwischen den Zielen der Bioökonomie und den einzelnen SDGs ergeben können. Das über drei Jahre laufende Vorhaben wird vom Bundesforschungsministerium mit insgesamt 955.836,00 Euro gefördert. Daran beteiligt sind auch das Department für Geographie der Ludwig-Maximilians-Universität München und das Thünen-Institut für Waldwirtschaft in Hamburg.

Rückkopplungseffekte erkennen

„Wir konzentrieren uns hier auf die Bioenergie, aber auch auf die stoffliche Nutzung von Biomasse, und werden im Laufe des Projektes evaluieren, welche Auswirkungen der Bioökonomie auf die SDGs wir quantifizieren können“, so Heimann. Bei der stofflichen Nutzung wollen die Forschenden vor allem den Rohstoff Holz ins Visier nehmen. Schwerpunkt im Projekt ist jedoch BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage). Die Erzeugung von Bioenergie mit anschließender Kohlenstoffspeicherung zielt darauf ab, dass das bei der Erzeugung von Bioenergie ausgestoßene Klimagas CO₂ abgefangen und gespeichert wird, und damit sogenannte negative Emissionen entstehen. Diese negativen Emissionen spielen in den Szenarien des Weltklimarates eine entscheidende Rolle und sind daher ausschlaggebend für die Arbeit der Forschungsgruppe. „85 % der vom Weltklimarat IPCC untersuchten Szenarien zum Erreichen des Zwei-Grad-Ziels gehen davon aus, dass solche negativen Emissionstechnologien zum Einsatz kommen müssten“, erklärt Heimann. „Aber man weiß noch viel zu wenig über die Rückkopplungseffekte, die es geben könnte, wenn man BECCS einbindet.“

In 2015, the United Nations adopted the UN Sustainable Development Goals (SDGs) in its 2030 Agenda. It formulates a total of 17 guiding goals and addresses the most important ecological, economic and social challenges. Many of these Sustainable Development Goals are relevant to the bioeconomy. They range from the fight against hunger to sustainability in production and consumption to climate protection measures. With the National Bioeconomy Strategy and the German Sustainability Strategy, the German government has put biobased and sustainable business on the political agenda and formulated measures that can contribute to achieving the UN Sustainable Development Goals.

The focus of the bioeconomic transformation is primarily on biogenic raw and residual materials to replace fossil and environmentally harmful raw materials such as petroleum in products, processes, services and energy generation. However, it is the increasing use of biomass that could lead to conflicts, as once demonstrated by the "food or fuel" debate when biofuel was introduced. "We want to become independent of fossil raw materials in order to reduce CO₂ emissions and achieve climate targets. But you also have to evaluate what kind of feedback effects we can expect. Only when you know what is happening can you also take measures to avoid or resolve such conflicting goals," says Tobias Heimann of the Kiel Institute for the World Economy (IfW Kiel).

Analyze conflicting goals

Heimann has been coordinating the BIOSDG joint project since April 2020. In this project, researchers are investigating what concrete contribution the transformation to a bioeconomy can make to achieving the UN Sustainable Development Goals (SDGs) and what conflicts may arise between the goals of the bioeconomy and the individual SDGs. The project, which will run over three years, is funded by the German Federal Ministry of Education and Research with a total of 955,836.00 euros. The Department of Geography at Ludwig Maximilian University in Munich and the Thünen Institute of Forestry in Hamburg are also involved.

Recognize feedback effects

"We focus on bioenergy, but also on the material use of biomass, and will evaluate which impacts of the bioeconomy on the SDGs we can quantify," says Heimann. In terms of material use, the researchers want to target wood as a raw material in particular. However, the focus in the project is on BECCS (Bioenergy with Carbon Capture and Storage). The production of bioenergy with subsequent carbon storage aims to ensure that the climate gas CO₂ emitted during the production of bioenergy is captured and stored, resulting in so-called negative emissions. These negative emissions play a crucial role in the scenarios of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and are therefore crucial for the work of the research group. "Eighty-five percent of the scenarios studied by the Intergovernmental Panel on Climate Change for achieving the two-degree target assume that such negative emission technologies would have to be used," Heimann explains. "But far too little is known about the feedback effects that could exist if BECCS is incorporated."

Mikroplastik ist ein globales Problem. Die winzigen und für das Auge nicht sichtbaren Teilchen sind mittlerweile überall zu finden - in Flüssen, im Meer, im Boden und sogar in der Arktis. Viele dieser fossilen Kunststoffpartikel gelangen über Kosmetika sowie Putz- und Reinigungsmittel in die Umwelt. Aber auch andere synthetische Polymere, die als Verdickungsmittel, Stabilisatoren, Filmbildner und Emulgatoren verwendet werden, gefährden die Ökosysteme. Das in Quakenbrück ansässige Start-up BIOWEG will das ändern. Das Team um Gründer und Geschäftsführer Prateek Mahalwar entwickelt Mikroperlen auf Cellulosebasis für Kosmetika und Reinigungsmittel. Die Cellulose wird durch Fermentation mithilfe von Bakterien gewonnen und kann fossilbasierte Substanzen und andere synthetische Polymere in zahlreichen Produkten ersetzen.

Microplastics are a global problem: The tiny particles, invisible to the eye, can be found everywhere - in rivers, in the sea, in the soil and even in the Arctic. Many of these fossil plastic particles end up in the environment via cosmetics and cleaning products. Similarly, other synthetic polymers used as thickeners, stabilizers, film formers and emulsifiers are also endangering ecosystems. BIOWEG, a start-up based in Quakenbrück, Germany, wants to change that. The team led by founder and CEO Prateek Mahalwar is developing cellulose-based microbeads for cosmetics and cleaning products. The cellulose is obtained through fermentation with the help of bacteria and can replace fossil-based substances and other synthetic polymers in numerous products.

Ustilago maydis ist ein parasitischer Brandpilz, der vor allem Maispflanzen befällt und die Krankheit Maisbeulenbrand auslöst. Die Beulen, sogenannte Gallen, erinnern dabei an tumorartige Gewebewucherungen. Auch im Zellinneren der Wirtspflanze wütet der Erreger: Die von dem Pilz ausgeschütteten Moleküle, sogenannte Effektoren, manipulieren den Stoffwechsel, blockieren das Immunsystem und treiben das Zellwachstum voran. Vor allem aber greifen sie in den Signalweg der Pflanze ein, der durch das Pflanzenhormon Auxin gesteuert wird. Dadurch werden zahlreiche Entwicklungsprozesse gestört.

„Der Pilz nutzt diesen Auxin-Signalweg für seine Zwecke“, erklärt Armin Djamei, der am INRES-Institut der Universität Bonn die Abteilung Pflanzenpathologie leitet. „Denn das massive Wachstum des Gewebes verschlingt Energie und Ressourcen, die dann für die Verteidigung gegen Ustilago maydis fehlen. Zudem findet der Pilz in den Wucherungen ein ideales Nährstoffangebot vor und kann sich dort gut vermehren.“

Rolle des Schadpilzes bei Beulenbildung untersucht

Ein Team um Armin Djamei hat daher die Rolle des Schadpilzes bei der Bildung der tumorartigen Beulen genauer untersucht, um herauszufinden, wie Ustilago maydis diese Prozesse fördert. „Wir haben dazu nach Erbanlagen des Pilzes gefahndet, die ihn befähigen, den Auxin-Signalweg seiner Wirtspflanze und damit ihr Zellwachstum zu steuern“, so Djamei. Das Phytohormon Auxin ist an nahezu allen Entwicklungsprozessen einer Pflanze beteiligt. Der Signalstoff, der in den Blättern gebildet wird, sorgt unter anderem dafür, dass die Pflanze zum Licht wächst und Seitenwurzeln bildet. Darüber hinaus ist er auf den verschiedensten Signalwegen innerhalb der Pflanze anzutreffen und steuert entsprechende Prozesse.

Fünf Gene manipulieren Auxin-Signalweg

Im Rahmen der Studie konnte die Forschenden fünf Gene identifizieren, mit denen der Pilz den Auxin-Signalweg der Wirtspflanze manipuliert. Diese fünf Erbanlagen, Tip1 bis Tip5 bilden der Studie zufolge ein sogenanntes Cluster. „Die von den fünf Tip-Erbanlagen produzierten Moleküle können an ein Protein der Maispflanze binden, das in der Fachwelt unter dem Namen Topless bekannt ist“, erklärt Janos Bindics, Mitautor der Studie.

Pilz agiert mit chirurgischer Präzision

Topless ist eine zentrale Schaltstelle. Sie unterdrückt verschiedene Signalwege in der Pflanze. Diese Unterdrückung wird von den Pilzeffektoren, die von den fünf Tip-Genen produziert werden, aufgehoben. Darunter sind auch Signalwege, die dem Pilz nützen, wie der Auxin-gesteuerte Wachstumssignalweg. „Der Pilz agiert bildlich gesprochen mit chirurgischer Präzision“, betont Djamei. „Er erreicht exakt, was er erreichen muss, um die Maispflanze bestmöglich infizieren zu können.“

Die Forschenden konnten auch zeigen, dass die Tip-Effektoren von Ustilago maydis auch in den Auxin-Signalweg anderer Pflanzenarten eingreifen. Die Erkenntnisse könnten daher dazu beitragen, die Infektionsprozesse bei wichtigen Pflanzenkrankheiten besser zu verstehen. Vor allem für die Grundlagenforschung ist das Wissen relevant. „Durch sie wird es erstmals möglich, ganz gezielt bestimmte Effekte des Auxin-Signalwegs zu beeinflussen und so die Wirkung dieser wichtigen Pflanzenhormone noch genauer aufzuklären“, hofft Armin Djamei.

Ob Farbstoffe, Omega-3-Fettsäuren oder Proteine: Mikroalgen können viele Wertstoffe produzieren und sind daher ein Hoffnungsträger für die Bioökonomie. Nicht nur die Hersteller von Lebens- und Futtermitteln oder Kosmetika setzen auf sie. Auch für die Herstellung von Biosprit und neuen Kunststoffen gewinnen Mikroalgen zunehmend an Bedeutung. Doch auch für die Landwirtschaft könnte die Zucht dieser Wasserpflanzen neue Geschäftsfelder eröffnen. Unter welchen Bedingungen und für welche Zwecke sich die Algenkultivierung für Landwirte lohnt, haben Forschende des Fraunhofer IGB, der Universität Hohenheim in Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Verbundprojekt FuTuReS untersucht. Das Verbundprojekt wurde vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft gefördert.

Szenarien für Algenzucht in der Landwirtschaft

Im Fokus des Projektes stand die Frage, wie die Algenkultivierung gestaltet werden muss, damit sie sich wirtschaftlich lohnt und gleichzeitig ökologisch sinnvoll ist. Dabei wurden die Interessen und Erwartungen von Akteuren aus der Landwirtschaft und dem Ernährungssektor einbezogen. Die Bilanz nach zwei Jahren Projektarbeit ist positiv. Die Forschenden entwickelten konkrete Szenarien und Handlungsempfehlungen, wie Mikroalgen zukünftig in landwirtschaftliche Produktionskreisläufe integriert werden können.

Wertstoffextraktion und Biomasseproduktion untersucht

Am Fraunhofer IGB erfolgte die Kultivierung von Algen im Pilotmaßstab. Konkret ging es um die Aufzucht der Kieselalge Phaeodactylum tricornutum und deren Produktion von Wertstoffen wie dem Farbstoff Fucoxanthin, der Omega-3-Fettsäure Eicosapentaensäure (EPA) und Proteinen. Die Kultivierung erfolgte sowohl in Photobioreaktoren bei Sonnenlicht in Freilandanlagen oder Gewächshäusern als auch mit künstlicher Beleuchtung in geschlossenen Indoor-Anlagen. „Um die Wirtschaftlichkeit der Algenkultivierung zu erhöhen, haben wir in FuTuReS zudem die verschiedenen Wertstoffe nach dem Prinzip einer Bioraffinerie nacheinander aus derselben Biomasse extrahiert“, erläutert Ulrike Schmid-Staiger, Projektkoordinatorin am Fraunhofer IGB und Leiterin der Algenbiotechnologie-Forschungsgruppe des Instituts.

Mehr Biomasse bei künstlicher LED-Beleuchtung

Die Auswertung der Prozessdaten durch Forschende der Universität Hohenheim ergab, dass der Biomasse-Ertrag der Kieselalgen bei kontinuierlicher künstlicher Beleuchtung mit energiesparenden LED-Lampen deutlich höher war als bei Sonnen- bzw. Tageslicht im Freilandbetrieb. Die Produktion der Mikroalgenmasse konnte hier von 14 auf 123 Tonnen pro Hektar gesteigert werden. Die Kosten für die Herstellung eines Kilogramms Biomasse konnten um 70% gesenkt werden. Der Strombedarf war allerdings doppelt so hoch. Dafür wurden aber 80% Wasser und 86% Fläche eingespart. „Der gesteigerte Biomasse-Ertrag kompensiert die höheren Kosten der künstlichen Beleuchtung“, resümiert Sebastian Weickert, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet „Nachwachsende Rohstoffe in der Bioökonomie“ an der Universität Hohenheim.

Wertstoffausbeute verschieden

Die Ausbeuten an Fucoxanthin, Eicosapentaensäure (EPA) und Proteinen waren dagegen sehr verschieden. „Erfolgreich waren unsere Untersuchungen mit Blick auf Fucoxanthin und EPA – bei diesen hochpreisigen Produkten sehen wir, dass sich der Produktionsaufwand wirtschaftlich rechnet“, sagt Schmid-Staiger. Weniger profitabel war hingegen die Proteinausbeute, da Proteine aktuell zu sehr günstigen Preisen auf dem Weltmarkt erhältlich sind.

Im Ergebnis sind die Forschenden überzeugt, dass sich die Algenkultivierung mit energiesparenden LED-Lampen im Indoor-Bereich für Landwirte lohnt. „Für die Erzeugung der Biomasse mit künstlichem Licht benötigt man keine Agrarflächen oder kann stillgelegte landwirtschaftliche Infrastruktur nutzen, zum Beispiel leerstehende Ställe. Dies und die hohen Ausbeuten bei wertvollen Stoffen machen die Algenkultivierung zu einem potenziell lohnenden Geschäft − es kommt darauf an, welche Produkte man herstellen möchte und für welche Branche diese bestimmt sind“, resümiert Weickert.

Ein Ergebnis des Projektes ist auch: Landwirtschaftliche Betriebe stehen der Algenkultivierung grundsätzlich aufgeschlossen gegenüber. Zugleich verweisen die Praxisakteure auf einen erheblichen Forschungs- und Förderbedarf, um die Algenzucht in der Landwirtschaft etablieren zu können.

Microalgae can produce many valuable substances, from dyes to omega-3 fatty acids or proteins, and are therefore a source of hope for the bioeconomy. They are not only used by manufacturers of food, animal feed and cosmetics. Microalgae are also becoming increasingly important for the production of biofuel and new plastics. The cultivation of these aquatic plants could also open up new business areas in agriculture. Under what conditions and for what purposes algae cultivation is worthwhile for farmers, researchers from the Fraunhofer IGB, the University of Hohenheim in Stuttgart and the Karlsruhe Institute of Technology (KIT) have investigated in the FuTuReS joint project. The joint project was funded by the German Federal Ministry of Food and Agriculture.

Scenarios for algae cultivation in agriculture

The project focused on the question of how algae cultivation must be designed so that it is economically viable and ecologically sound at the same time. The interests and expectations of stakeholders from agriculture and the food sector were included. After two years of project work, the prospects are good: the researchers developed concrete scenarios and recommendations for action on how microalgae can be integrated into agricultural production cycles in the future.

Recyclable material extraction and biomass production investigated

At the Fraunhofer IGB, algae were cultivated on a pilot scale. Specifically, this involved the cultivation of the diatom Phaeodactylum tricornutum and its production of valuable substances such as the dye fucoxanthin, the omega-3 fatty acid eicosapentaenoic acid (EPA) and proteins. Cultivation was carried out both in photobioreactors in sunlight in outdoor facilities or greenhouses and with artificial lighting in closed indoor facilities. "In order to increase the economic efficiency of algae cultivation, we also extracted the various valuable substances in FuTuReS from the same biomass one after the other according to the principle of a biorefinery," explains Ulrike Schmid-Staiger, project coordinator at Fraunhofer IGB and head of the institute's algae biotechnology research group.

More biomass with artificial LED lighting

The evaluation of the process data by researchers at the University of Hohenheim showed that the biomass yield of the diatoms was significantly higher under continuous artificial lighting with energy-saving LED lamps than under sunlight or daylight in open-air operation. Here, the production of microalgae mass was increased from 14 to 123 tons per hectare. The cost of producing one kilogram of biomass was reduced by 70%. However, the electricity requirement was twice as high. But in return, 80% water and 86% land were saved. "The increased biomass yield compensates for the higher costs of artificial lighting," sums up Sebastian Weickert, research associate at the Department of "Renewable Resources in the Bioeconomy" at the University of Hohenheim.

Recycling yield varies

The yields of fucoxanthin, eicosapentaenoic acid (EPA) and proteins, on the other hand, were very different. "Our investigations were successful with regard to fucoxanthin and EPA - with these high-priced products, we see that the production effort pays off economically," says Schmid-Staiger. The protein yield, on the other hand, was less profitable, since proteins are currently available on the world market at very favorable prices.

As a result, the researchers are convinced that indoor algae cultivation with energy-saving LED lamps is worthwhile for farmers. "For the production of biomass with artificial light, you do not need agricultural land. Instead, you can use disused agricultural infrastructure, such as vacant barns. This and the high yields of valuable substances make algae cultivation a potentially lucrative business - it depends on which products you want to produce and for which industry they are intended," Weickert sums up.

Another result of the project is that agricultural businesses are generally open to algae cultivation. However, the practitioners point to a considerable need for research and funding in order to be able to establish algae cultivation in agriculture.

Eine Brücke in die Zukunft schlagen – das haben die Projektbeteiligten im EU-Forschungsvorhaben „Smart Circular Bridge“ wörtlich genommen. Um das Nachhaltigkeitsdefizit vieler etablierter Baustoffe anzugehen, haben die Fachleute eine Geh- und Radwegbrücke aus einem Bioverbundwerkstoff entwickelt. Daran beteiligt ist auch die Universität Stuttgart.

Regenerativ, recyclingfähig und klimafreundlich

Baustoffe wie Stahl und Beton basieren auf nichtregenerativen Rohstoffen, sind in ihrer Herstellung mit hohen Treibhausgasemissionen verbunden und oftmals schlecht wiederzuverwerten. Der Bioverbundwerkstoff bei Smart Circular Bridge hingegen besteht vor allem aus Flachsfasern. Hinzu kommt ein Harz, das beim ersten Prototyp der Brücke noch zu einem Viertel biobasiert war, aber schon beim zweiten Exemplar 60% betragen soll. Diese Brücke soll voraussichtlich noch in diesem Jahr in Ulm errichtet werden. In Almere (Niederlande) steht das erste Exemplar, ein drittes soll im kommenden Jahr in Bergen op Zoom (Niederlande) entstehen.

Die Brücken sind jedoch mehr als nur eine Demonstration dessen, was mit Bioverbundwerkstoffen bereits heute möglich ist. Sie sind auch Forschungsprojekte. Denn jede Brücke weist rund 100 Sensoren auf. Diese messen das Materialverhalten in Echtzeit. Eine KI-basierte Software sucht in den Messdaten nach Mustern, die der menschlichen Auswertung vielleicht verborgen blieben. So wollen die Forschenden herausfinden, wie sich die Brücke verhält, wenn beispielsweise 200 Menschen gleichzeitig hinübergehen, und das Material den Jahreszeiten mit deren Wetterextremen ausgesetzt ist.

Auch das Lebensende im Blick

Die Erkenntnisse daraus sollen genutzt werden, um Material und künftige Brücken weiter zu optimieren. Außerdem untersuchen die Projektbeteiligten, wie sich das Baumaterial nach Jahrzehnten am Lebensende der Brücke wiederverwerten lässt. Drei Optionen finden dabei Betrachtung: mechanisches, chemisches oder sogar biologisches Recycling. Bei letzterem würde das Baumaterial durch einen Pilz zersetzt.

In Europa müssen in den kommenden Jahren Zehntausende Brücken ersetzt werden. „Das gesamte Projekt gibt einen wichtigen Impuls, wie alternative, auf Biomasse basierende und jährlich erneuerbare Ressourcen in der Bauindustrie eingesetzt werden können“, resümiert Hanaa Dahy von der Universität Stuttgart. „Mithilfe dieser Ressourcen wollen wir die großen Herausforderungen wie hohe CO₂-Emissionen und einen hohen Energieverbrauch bei der Herstellung von Baumaterialien bewältigen.“

Building a bridge to the future - the project participants in the EU research project "Smart Circular Bridge" have taken this literally. To address the sustainability deficit of many established building materials, the experts have developed a walkway and bike path bridge made of a biocomposite material. The University of Stuttgart is also involved in this project.

Regenerative, recyclable and climate-friendly

Building materials such as steel and concrete are based on non-regenerative raw materials, involve high greenhouse gas emissions in their production and are often difficult to recycle. The biocomposite material used in Smart Circular Bridge, on the other hand, consists primarily of flax fibers. Added to this is a resin that was still a quarter biobased in the first prototype of the bridge, but is expected to be 60% in the second. This bridge is expected to be erected in Ulm this year. The first example is in Almere (Netherlands), and a third is to be built next year in Bergen op Zoom (Netherlands).

The bridges, however, are more than just a demonstration of what is already possible with biocomposites today. They are also research projects. That's because each bridge features around 100 sensors. These measure the material behavior in real time. AI-based software looks for patterns in the measurement data that might have remained hidden from human evaluation. In this way, the researchers want to find out how the bridge behaves when, for example, 200 people cross at the same time and the material is exposed to the seasons with their weather extremes.

Tracking the end of life too

The findings will be used to further optimize materials and future bridges. In addition, the project participants are investigating how the construction material can be recycled after decades at the end of the bridge's life. Three options are being considered: mechanical, chemical or even biological recycling. In the latter case, the building material would be decomposed by a fungus.

In Europe, tens of thousands of bridges will need to be replaced in the coming years. "The whole project gives an important impulse on how alternative, biomass-based and annually renewable resources can be used in the construction industry," sums up Hanaa Dahy from the University of Stuttgart. "With the help of these resources, we want to overcome major challenges such as high CO2 emissions and high energy consumption in the production of construction materials."