Aktuelle Veranstaltungen

Mitten im brasilianischen Regenwald des Amazonas entsteht derzeit ein 325 Meter hoher Gigant für die Klimaforschung. Der Stahlturm soll im Juni 2015 eingeweiht werden und fortan wichtige Klimadaten liefern. Die neue Messstation namens „ATTO“ – Amazonian Tall Tower Observatory – ist ein deutsch-brasilianisches Gemeinschaftsprojekt. Die Kosten von insgesamt 8,4 Millionen Euro werden jeweils zur Hälfte von den beiden Ländern übernommen. Das Vorhaben wird vom Max-Planck-Institut für Chemie in Mainz koordiniert und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

Der Stahlkollos im Amazonas-Regenwald erinnert auf den ersten Blick an den Pariser Eifelturm. Anders als das französische Ebenbild ist der brasilianische Gigant keine Touristenattraktion. Wenn der Turm fertig ist, soll er aus luftiger Höhe Klimadaten senden und so die Grundlage für verbesserte Klimamodelle liefern. Mit insgesamt 325 Metern wird der Amazonas-Turm den Pariser Stahlkollos auch um 24 Meter überragen. Der Grundstein für die Station namens Atto – Amazonian Tall Tower Observatory – wurde im August 2014 gelegt.

Hightech in luftiger Höhe

Seitdem wächst der Turm stetig an und hat schon stolze 270 Meter erreicht.  Techniker und Wissenschaftler vom Nationalen Amazonasforschungsinstitut, der Universidade do Estado do Amazonas und des MPI für Chemie sind derzeit dabei den Giganten mit Sensoren, Sonden und Pumpen auszustatten. Auf verschiedenen Ebenen sollen zukünftig Luft angesaugt und der Anteil an Aerosolen gemessen werden. Auch Transportprozesse von Luftmassen werden dort untersucht, die über mehrere Hundert Kilometer stattfinden

„Wir wollen verstehen, wo und warum sich Treibhausgase wie Kohlendioxid, Methan, Distickstoffmonoxid und andere reaktive Spurengase bilden und sammeln“, erklärt der Projektleiter vom MPI für Chemie Jürgen Kesselmeier. Während der jetzigen Regenzeit ruht die Arbeit. Doch bis zum Juni kommenden Jahres soll die Klimastation fertig sein.

Einzigartiger Standort

Das Besondere am Atto-Turm ist vor allem seine einzigartige Lage im größten zusammenhängenden Waldgebiet der Erde. Das Amazonasgebiet hat als CO₂-Speicher und Süßwasserreservoir nicht nur enormen Einfluss auf das Wetter, sondern kann sich zugleich eines gigantischen Artenreichtums rühmen. Eine vergleichbare Klimastation wurde bereits 2006 in Sibirien errichtet. Damals waren auch MPI-Forscher beteiligt.

Der Preisverfall bei Bioethanol und die Abwertung des Euros gegenüber dem Pfund machen dem Mannheimer Bioethanol-Produzent Crop Energies AG zu schaffen. Nun hat das Unternehmen vorsorglich ein Werk in Großbritannien geschlossen.

Wie die börsennotierte Firma Mitte Februar mitgeteilt hat, soll die Produktionsanlage der britischen Tochtergesellschaft Ensus Ltd. in Wilton vorerst nicht wieder angefahren werden. Sie war in den vergangenen Tagen planmäßig für Reinigungs- und Inspektionsarbeiten abgeschaltet worden. Die übrigen Werke in Deutschland, Belgien und Frankreich sind bislang nicht betroffen. Für die ohnehin defizitäre Crop Energies sind das schlechte Nachrichten. Der Biosprit-Produzent rechnet mit Abschreibungen und Rückstellungen von bis zu 40 Millionen Euro.

Die ohnehin schwierige Lage des europäischen Bioethanolmarktes habe sich in den vergangenen Monaten durch den Verfall der Ölpreise verschärft, erklärte das Crop-Energies-Management. Erst am 15. Januar hatte der Bioethanolpreis mit 417 Euro pro Kubikmeter am Spotmarkt Rotterdam ein Allzeittief erreicht. „Die Branche, die insgesamt unter dem Preisverfall leidet, würde sich sicher bei einem Preis von über 500 Euro wohler fühlen“, sagte Finanzvorstand Joachim Lutz.

Stärktster Kurseinbruch der Firmengeschichte

An der Börse bescherte die Ankündigung der Werksschließung dem Aktienkurs von Crop Energies den stärksten Kurseinbruch der Firmengeschichte. Um mehr als 20% ging es zeitweise bergab. Am Ende des Tages notierte das Papier noch immer rund 8%  unter seinem Eröffnungskurs. Die Entwicklungen bei Crop Energies dürften auch auf die Südzucker AG durchschlagen. Sie hält rund 69% an dem Unternehmen und konsolidiert die Ergebnisse von Crop Energies vollständig in der eigenen Bilanz. Zur genauen Höhe der Belastungen konnte ein Unternehmenssprecher von Südzucker noch keine Angaben machen. Für das noch bis Ende Februar laufende Bilanzjahr 2014/15 hatte Südzucker zuletzt wegen der sinkenden Preise für Zucker und Bioethanol bereits einen Einbruch des operativen Gewinns um zwei Drittel auf rund 200 Millionen Euro angekündigt.

Crop-Energies stellt aus Getreide und Zuckerrüben Kraftstoff her. Bioethanol wird in Deutschland zu Benzin der Sorten Super (E5) und Super E10 beigemischt. Die Branche hofft, dass die EU im Sommer die Förderung von Ethanol in Kraftstoffen anpasst und der Industrie damit wieder auf die Sprünge hilft. Wie lange das Werk in Großbrtiannen geschlossen bleibt, ist offen. "Sobald die Marktbedingungen es wieder zulassen", heißt es bei Crop Energies.

Die Idee, nachwachsende Rohstoffe im Automobilbau einzusetzen ist nicht neu. Schon heute werden vereinzelt Armaturenbretter oder Kofferraumverkleidungen aus Bio-Werkstoffen gefertigt. Für einen breiten Einsatz von Natur-Materialien in Fahrzeugteilen fehlte es bisher jedoch an Simulationsmodellen zum Nachweis von Funktionalität und Sicherheit. Um derartige Bio-Wertstoffe für den automobilen Massenmarkt tauglich zu machen wurden am Ford Forschungszentrum in Aachen von 2011 bis 2014 Werkstoff- und Fließmodelle für naturfaserverstärkte Spritzgießmaterialien entwickelt. Das Vorhaben wurde auch vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert.

Der Ford-Konzern engagiert sich seit langem im Bereich nachwachsender Rohstoffe. Schon heute bestehen über 300 Bauteile in Ford-Fahrzeugen aus biobasierten Werkstoffen, darunter Sitzschäume aus Sojaöl und Türverkleidungen mit Kenaf- und Flachsfaser-Verstärkung. Doch für den massenhaften Einsatz von Autoteilen aus Bio-Materialen fehlte es bisher an Modellen, mit denen Funktion und Sicherheit im Vorfeld nachgewiesen werden konnten. Diese Lücke konnte der Autobauer nun schließen. Im unternehmenseigenen Forschungszentrum in Aachen entwickelte Ford gemeinsam mit seinen Partnern aus Industrie und Wissenschaft das erste praxistaugliche Modell für die Spritzgieß- und Crash-Simulation von naturfaserverstärkten Kunststoffen. Das Projekt wurde auch vom BMEL über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert.

Bisher kein Modell für Funktioncheck für biobasierte Autoteile

An die Automobilproduktentwicklung werden sehr hohe Anforderungen gestellt. Für jedes Autoteil muss der Nachweis auf Funktion und Sicherheit erbracht werden. Computer-Simulationen sind somit unerlässlich. Für Naturfaserwerkstoffe gab es bisher allerdings keine derartigen Berechnungsmodelle. Der Grund: Bei naturfaserverstärkten, spritzgegossenen Thermoplasten hängen die mechanischen Eigenschaften auch von der Faserausrichtung ab. Diese variiert jedoch innerhalb des Materials lokal sehr stark, was eine Simulation des Verhaltens erschwerte.

Crashtest im Computermodell simuliert

Ziel des Ford Forschungsverbundes war es daher, Materialparameter für möglichst viele unterschiedliche Naturfaser-Compounds für die Spritzgieß- und Crash-Simulation zu ermitteln und so das Verhalten der Werkstoffe unter Praxisbedingungen zum Beispiel beim Crash zu simulieren. Dafür entwickelten sie einen integrativen Simulationsansatz, in dem sie die Spritzgießsoftware CADMOULD, die Crash-Simulationsprogramme RADIOSS und LS-DYNA und das Materialmodell MF-GenYld+CrachFEM miteinander koppelten. Beim Abgleich der Simulationsergebnisse mit realen physikalischen Tests zeigte sich, dass die Übereinstimmung zwischen berechnetem und realem Verhalten sehr gut war.

Ford baut Handschuhfach aus Sisal und Thermoplast

Zugleich erstellten sie sogenannte Materialkarten. Dafür testeten die Forscher insgesamt 18 Compoundvarianten aus Polypropylen (PP) mit verschiedenen Naturfasern, darunter Fasern aus Zelluloseregeneraten, Sisal-, Hanf-, Weizenstroh- und Holzfasern. Diese wurden dann zu Probekörpern gespritzt und auf Parameter wie Faserverteilung oder Faserorientierung untersucht. Ergänzend wurden rheologische, thermische und mechanische Tests sowie mikroskopische Untersuchungen durchgeführt. Für die Herstellung ihres Pilotbauteils entschieden sich die Forscher für das Sisal-Polypropylen-Compound. Die Vorteile lagen hier nicht nur bei der Compoundierung, sondern auch beim Fließverhalten der Polymerschmelze und der Oberflächenqualität sowie den guten mechanischen Eigenschaften. Als Bauteil wurde dann der Handschuhkasten im Fordmodell B-Max gewählt. Mit den erarbeiteten Materialkarten und dem integrativen Simulationsansatz, der komplett kommerziell verfügbar ist, sind alle erforderlichen Voraussetzungen vorhanden, um das Verhalten des betrachteten Compounds vorherzusagen. Die Ford-Forscher und ihre Partner sind daher überzeugt, mit Hilfe der von ihnen entwickelten Simulations- und Materialmodellen für Bio-Werkstoffe, einen wichtiger Schritt auf dem Weg zum Serieneinsatz biobasierter Materialien in Automobilen getan zu haben. Die ersten Handschuhkästen aus naturfaserverstärktem Kunststoff präsentierte Ford bereits 2013.

Mit 220 Teilnehmern aus 20 Nationen an den drei Veranstaltungstagen hat sich die Biowerkstoffkonferenz in Köln einen festen Platz im Kalender der Bioökonomie-Szene erarbeitet. In diesem Jahr war die Veranstaltung ganz den Start-ups der industriellen Biotechnologie gewidmet.

Zwar sind derzeit nur rund 50 Firmen in Deutschland in der industriellen Biotechnologie aktiv, doch große Konzerne und mittelständische Unternehmen aus den Bereichen Ernährung, Kosmetik, Chemie und Energie durchleuchten derzeit intensiv den Markt nach erfolgversprechenden Start-ups. Dies bestätigte unter anderem Tobias Kirchhoff,  Berater bei der Frankfurter BCNP Consultants GmbH, auf der Biowerkstoffkonferenz Mitte April in Köln. Diese stand in diesem Jahr unter dem Motto „Start-ups & Funding“.

Investoren setzen auf Start-ups

Als aktuelle Beispiele für die Beliebtheit der Jungfirmen der industriellen Biotechnologie führte er mit Butalco und Bio-on zwei Firmen aus Europa an, die 2007 gegründet wurden. Während die auf Biokraftstoff spezialisierte Schweizer Butalco GmbH im Sommer 2014 gewinnbringend an den gelang der italienischen Bio-on SpA ein Börsengang in Mailand. Die Bioplastikfirma nahm im Oktober 2014 knapp 7 Millionen Euro ein. Während die Aktie in der ersten Woche für weniger als 7 Euro gehandelt wurde, kostet sie derzeit schon etwa 20 Euro.

Dass auch Wagniskapitalgeber Morgenluft wittern, machte das Angebot von Josko Bobanovic von Sofinnova Partners klar. Der französische Geldgeber hat in der Vergangenheit unter anderem in den Biobernsteinsäure-Produzenten Bioamber (Sarnia, Kanada) und den Synthetische-Biologie-Pionier Synthace (London) investiert. Bei der BIO-Europe Spring in Paris hatten die Franzosen eine In Köln startete Sofinnova nun eine neue Kampagne: Mit dem Renewable Chemistry Start-up Award will Sofinnova an frische Ideen kommen. Bewerbungsschluss ist der 30. Mai. „Nach einer Online-Wahl erhalten die fünf Bewerber mit den meisten Klicks eine Einladung zum im Juli stattfindenden BIO World Congress on Industrial Biotechnology im kanadischen Montreal“, so Bobanovic. Dort müssen sie dann eine Industriejury von ihrer Idee überzeugen, um schließlich den – nicht dotierten – Preis abzuräumen.

Biomaterial des Jahres ausgezeichnet

Auf der Konferenz in Köln wurde derweil ein anderer Preis vergeben. Zum achten Mal lobten der Veranstalter Nova-Institut und der Anlagenbauer Coperion den Preis für das „Biomaterial des Jahres“ aus. Ausgezeichnet werden hierbei biobasierte Werkstoffe und ihre Anwendungen, die 2014 oder 2015 am Markt eingeführt wurden. Der Preis ist dabei in erster Linie eine Anerkennung durch die eigene Szene. Zwar wurden die sechs interessantesten Kandidaten aus den 24 Bewerbern vorab ausgewählt, die Endabstimmung nach einem Kurzvortrag erfolgte jedoch Mitte April durch die Teilnehmer vor Ort in Köln. Den meisten Zuspruch bekam in diesem Jahr das Vernetzungsmittel

Das Produkt ist laut Bayer der erste lösungsmittelfreie bio-basierte Polyurethan-Vernetzer am Markt für Hochleistungslacke im Automobilbereich. Der biobasierte Anteil liegt bei 70 Prozent. Auf den weiteren Plätzen folgten unter anderem die HIB Trim Part Solutions GmbH aus Bruchsal sowie die britische Ecotechnilin Ltd. HIB überzeugte die Konferenzteilnehmer mit einem Hanffaser-verstärkten Polypropylen für den Automobil- und Konsumgüterbereich. Das Granulat kann für Spritzgießen und Ex­trusion genutzt werden. Ecotechnilin glänzte mit einem neuartigen Verbundwerkstoff aus Flachsfaser-Vliesstoffen, Basaltfasergarn und zuckerbasierten Harzen, welcher für Leichtbauanwendungen wie im Flugzeugbau gedacht ist.

Marktstudie des Nova-Instituts: Europa liegt hinter Asien zurück

Michael Carus vom Nova-Institut zeigte sich zufrieden mit der Konferenz: „Wir hatten mehr Teilnehmer als je zuvor und sind damit nun die zweitgrößte Veranstaltung in diesem Bereich in Europa.“ Für den Sommer kündigte Carus außerdem die Veröffentlichung der nach 2013 zweiten vollständigen Marktstudie des Nova-Instituts zu „Bio-based Building Blocks and Polymers“ an. Bereits vorab veröffentlichte Zahlen deuten auf ein starkes Wachstum hin, das jedoch nicht in Europa stattfindet. Carus: „Produktionskapazitäten für biobasierte Polymere werden vor allem in Asien erhöht. Europas Anteil an der Weltproduktion wird daher von 2013 bis 2018 von 17 Prozent auf Prozent sinken.“

Erst Anfang Juli hat die Gruppe der sieben führenden Industrieländer ehrgeizige Klimaziele festgesetzt und hierbei die Bioökonomie als einen Baustein auf diesem Weg genannt. Anderseits sind große Teile der Wirtschaft noch immer erdölbasiert und Klima- sowie Umweltpolitik heiß diskutierte Themen. Bei einer öffentlichen Podiumsdiskussion in Berlin kamen Ende Juni Vertreter aus Politik, Wirtschaft und Gesellschaft zusammen, um über aktuelle Herausforderungen bei der Umsetzung einer nachhaltigen Wirtschaft zu diskutieren. Ist die Bioökonomie ein Irrweg oder eine industrielle Revolution – dies war die Leitfrage der von der BIOCOM AG und dem Industrieverbund Weiße Biotechnologie (IWBio) gemeinsam organisierten Veranstaltung.

Schon zu Beginn der Veranstaltung wurden die aktuellen Herausforderungen in einem Film klar umrissen: So werden im Jahr 2050 zehn Milliarden Menschen auf der Erde leben, die ernährt, bekleidet und untergebracht werden müssen. Bis dahin sei die zur Verfügung stehende landwirtschaftliche Fläche jedoch um ein Drittel geschrumpft. Gleichzeitig jedoch gibt es in der Wirtschaft ein stetiges Wachstum – zuletzt mit rund 3,8 Prozent im Jahr – und damit einen wachsenden Bedarf an Rohstoffen. Dies wiederum belastet die Umwelt: Allein in den vergangenen 25 Jahren sei die Erdölförderung um 33,8 Prozent gestiegen – und mit ihr auch der Ausstoß an schädlichen Klimagasen wie Kohlenstoffdioxid.

G7-Ziele erfordern radikales Umsteuern

Dass diese Entwicklung nicht so weitergehen kann, ist auf höchster politischer Ebene inzwischen angekommen. Bereits Ende 2010 hat die Bundesregierung  eine auf sechs Jahre angelegte Nationale Forschungsstrategie Bioökonomie aufgelegt, darüber hinaus wurde 2013 eine Politikstrategie Bioökonomie beschlossen. Zudem hat sich die Gruppe der sieben führenden Industrieländer (G7) nei ihrem jüngsten Zusammentreffen Anfang Juli in Elmau zur Bioökomomie bekannt. Bis 2050 sollen die globalen Kohlendioxid-Emissionen auf 30 Prozent der Menge von 2010 gedrückt werden. Im Jahr 2100 schließlich soll die Weltwirtschaft ganz ohne Erdöl, Kohle und Gas auskommen. „Um dieses Ziel zu erreichen, ist ein radikales Umsteuern nötig“, sagte Boris Mannhardt, Vorstand der BIOCOM AG, in seiner Eingangsrede vor den rund 100 Gästen aus Wissenschaft, Wirtschaft, Politik und Gesellschaft, die am 23. Juni zur Podiumsdiskussion in die Konrad-Adenauer-Stiftung nach Berlin gekommen waren. Denn: Nur 565 Milliarden Tonnen Kohlendioxid dürften bis 2050 maximal ausgestoßen werden, wenn die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius begrenzt werden soll.

Aber: Weltweit haben die Rohstoffproduzenten bereits Rohstoff-Lagerstätten in ihre Bilanz genommen, die beim vollständigen Verbrauch mehr als 745 Milliarden Tonnen Kohlendioxid freisetzen würden. Würden alle heute bekannten Lagerstätten ausgebeutet, stiege der Wert sogar auf 2.795 Milliarden Tonnen.„Lassen Sie uns herausarbeiten, welche Rolle die Bioökonomie bei der Lösung dieser Probleme spielen kann“, gab Moderator Andreas Mietzsch, Gründer der BIOCOM AG und Herausgeber des Life-Sciences-Magazins |transkript als Ziel für die Diskussion vor. Eher nüchtern betrachtete Franz-Theo Gottwald, Autor des Buches “Irrweg Bioökonomie”, den Beitrag der Bioökonomie: „Es wäre schön, wenn es gelänge, eine politische Vorgabe, wie das Zwei-Grad-Ziel, Schritt für Schritt auch in konkrete wirtschaftspolitische Maßnahmen umzusetzen. Es muss ein ‚weg vom Öl’ geben. Aber, ob dass heißt ‚hin zur Biomasse’ das ist noch offen.“

„Überzeugt von der Mächtigkeit der Idee“

Wesentlich aufgeschlossener zeigte sich der Biotech-Unternehmer Holger Zinke, Vorstand der Brain AG. „Ich bin beseelt von dem Gedanken und überzeugt von der Mächtigkeit der Idee“, gab sich Zinke optimistisch und verwies auf die Aufgabe des Unternehmers, nach pragmatischen Lösungen für wirtschaftlichen Erfolg zu suchen. Dass die Wirtschaft – und hier inzwischen auch zahlreiche deutsche Firmen – bereits etliche biobasierte Produkte und Verfahren vorweisen kann, wurde gerade erst auf einer Ausstellung auf der ACHEMA zur Ob Reifen aus Löwenzahn, Kleider aus Milchresten, Speiseeis aus Lupinenproteinen oder biobasierte Inhaltsstoffe für Kosmetika – zahlreiche Produkte haben inzwischen den Markt erreicht. Gleichwohl waren Experten vor zehn Jahren davon ausgegangen, dass die Biologisierung der Wirtschaft heutzutage schon weiter fortgeschritten ist. Andererseits, so Zinke, konnten sich auch Geschäftstätigkeiten entwickeln, an die früher niemand gedacht hätte. Zum Beispiel im Enzymbereich. So würden einige Firmen dort Ebit-Margen von mehr als 27 Prozent erreichen. „Davon ist die Chemieindustrie weit entfernt“, sagte Zinke.

Nachhaltigkeit von Anfang bedenken

An die Verantwortung der Unternehmer appellierte wiederum Martina Fleckenstein, Leiterin EU-Politik, Landwirtschaft und Biomasse bei der Umweltorganisation WWF: „Sie haben die Möglichkeit, die im Zuge der Diskussion um Biokraftstoffe gezogenen Lehren anzuwenden.“ Sie betonte, dass man von Anfang darauf achten müsse, woher die Rohstoffe kommen, und wie sie angebaut werden. Nur so können eine echte Nachhaltigkeit im gesamten Wirtschaftskreislauf gewährleistet werden.

Primat der Ernährungssicherheit

Auch die Tank-Teller-Betrachtung wurde bei der Podiumsdiskussion in Berlin angesprochen. „Es muss ein absolutes Primat für die Ernährungssicherheit geben“, sagte beispielsweise Ralf Fücks, Vorstand der Heinrich-Böll-Stiftung. Die industrielle Nutzung biogener Rohstoffe dürfe erst an zweiter Stelle kommen. „Wir werden wieder eine stärkere Verzahnung von Lebensmittelwirtschaft und Industrie sehen“, lautete seine Prognose. Die Podiumsdiskussionsteilnehmer waren sich einig, dass die Bioökonomie hier passende Konzepte liefert: etwa bei der Kaskadennutzung und bei dezentralen Bioraffinerien. Gleichwohl seien noch weitere Forschungsanstrengungen nötig.  Gottwald kritisierte den oftmals zu engen Forschungsfokus auf biotechnologische High-Tech-Lösungen. „Es wird nicht wirklich in agrarökologische Forschung investiert. Hier braucht es ein schnelles Erwachen“, gab er zu Bedenken.

Bioökonomie ist Realität

Am Ende war klar: Es gibt eine gesellschaftliche Dynamik in Richtung Nachhaltigkeit, die auch von Seiten der Wirtschaft nicht ignoriert wird und auch nicht ignoriert werden kann. Die Rahmenbedingungen sind jedoch noch nicht klar umrissen. „Die Weichen werden erst noch gestellt“, sagte Fleckenstein. Immerhin gebe es auch in der Wirtschaft Lerneffekte aus den Erfahrungen mit Biokraftstoffen der ersten Generation. „Typisches Merkmal einer Revolution ist, dass das eine oder andere ins Kraut schießt“, bilanzierte Karl-Heinz Maurer, Vorsitzender des Mitveranstalters IWBio. Als gemeinsames Fazit wurde festgestellt: Die Bioökonomie ist nicht länger Vision, sondern bereits Realität. Sie zu gestalten, sei jedoch eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe.

An den Tankstellen Deutschlands wird immer häufiger Biosprit getankt. Die anfängliche Skepsis der Verbraucher gegenüber dem Kraftstoff E10 hat offenbar nachgelassen. Das belegen die aktuellen Marktdaten für 2014, die der Bundesverband der Deutschen Bioethanolwirtschaft (BDBe) Ende Juni präsentierte. Danach war das vergangene Jahr in punkto Bioethanol-Produktion und Verbrauch ein Rekordjahr. Auch die Prognose ist positiv: Auf Grund der seit 2015 geltenden gesetzlichen Pflicht zur CO2-Reduktion in Kraftstoffen sieht die Branche auch künftig Wachstumspotenzial.

Seit der holprigen Einführung des Biosprits E10 im Jahr 2011 wird immer häufiger der alternative und umweltfreundlichere Kraftstoff getankt. Die aktuelle Marktanalyse vom Bundesverband der Deutschen Bioethanolwirtschaft (BDBe) belegt: der Verbrauch von Biosprit stieg seit 2011 von rund 1,8 Mio. Tonnen auf 2,8 Mio. Tonnen im Jahr 2014 an. Im Vergleich zum Vorjahr war das ein Plus von knapp 2 Prozent. Damit liegt der E10-Anteil am gesamten Benzinmarkt bei nunmehr 15,2 Prozent. 2011 waren es gerade einmal 9,3 Prozent. Der Anteil von Biosprit am Gesamt-Benzinabsatz liegt mit 6,3 Prozent geringfügig über dem des Vorjahres. Herkömmliche Kraftstoffarten wie Normal und Super Plus mit einem Bioethanolanteil von nur fünf Prozent mussten hingegen Absatzeinbuße hinnehmen.

Rekordwerte bei Biospritproduktion

Doch nicht nur der Verbrauch von Bioethanol, auch die heimische Produktion von Biosprit einschließlich der dafür verwendeten Rohstoffe  wie Futtergetreide, Industrierüben und Lebensmittelreste legte 2014 deutlich zu. Danach produzierten die im Osten und Norden Deutschland angesiedelten Bioethanolwerke mit insgesamt 726.881 Tonnen 8,2 Prozent mehr Bioethanol als noch im Vorjahr und damit eine Rekordmenge. Insgesamt wurden rund 2,6 Mio. Tonnen Industrierüben und 1,5 Mio. Tonnen Futtergetreide zu Bioethanol verarbeitet. Hierbei handelt es sich also um Biokraftstoff der ersten Generation. Der Anteil von sonstigen Stoffen wie Rückständen der Lebensmittelindustrie zur Herstellung des nachhaltigen Kraftstoffes beträgt 8.205 Tonnen.

Positiver Ausblick nach CO2-Minderung

Nach dem positiven Rückblick sieht die Bioethanolbranche zudem auch optimistisch in die Zukunft. Hintergrund ist die Änderung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes (BImSchG) und die damit verbundene Einführung neuer CO2-Grenzwerte bei Benzin und Diesel. Seit Januar 2015 darf der CO2-Ausstoß bei Benzin nur noch 2,59 kg/l  statt bisher 2,68 und bei Diesel maximal 2,91 kg/l statt bisher 3,02 betragen.

Die Klimaschutzziele der Bundesregierung sind ambitioniert. Bis 2020 soll der CO2-Ausstoß um 40 Prozent, bis 2050 um 80 Prozent reduziert und damit fossile Grundstoffe wie Erdöl oder Kohle durch erneuerbare Energien ersetzt werden. Dabei gilt es, den Einsatz nachwachsender Rohstoffe auszubauen und  gleichzeitig für eine vollständige Verwertung der Biomasse zu sorgen.  Bioraffinerien sind technische Anlagen, in denen pflanzliche Rohstoffe in eine Vielzahl an Zwischenprodukten und Endprodukten umgewandelt werden. In dem neuen vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten ZIM-Kooperationsnetzwerk "BioRaf"  wollen acht Unternehmen und sieben Forschungseinrichtungen nun gemeinsam neue Verfahren und Technologien zur kompletten stofflichen und energetischen Verwertung von Biomasse mittels Bioraffinerien erarbeiten.

Die Verwertung nachwachsender Rohstoffe in Bioraffinerien gilt als Schlüssel auf dem Weg in eine Bioökonomie. Im Zentrum der Aktivitäten des neuen Netzwerkes BioRaf stehen innovative Konzepte für Anlagen zur Nutzung  von Lignocellulosen aus Holz, Stroh, Mais (Lignocellulose-Raffinerie) sowie von feuchter Biomasse und biogenen Reststoffen (Grüne Bioraffinerie).

Die Netzwerkpartner wollen hierfür sowohl Produkte als auch Verfahren und Technologien entwickeln, die eine vollständige stoffliche als auch energetische Verwertung von Biomasse und damit eine Koppelnutzung garantiert. Die gesamte Wertschöpfungskette einer Bioraffinerie – von der Bereitstellung der Rohstoffe, über die Vorbehandlung und Aufbereitung bis hin zur Sekundärverwertung wie Konversion und Veredlung der Produkte – sollen sich in den neuen Ideen widerspiegeln.

Biogene Reststoffe besser nutzen

Basierend auf dem derzeitigen Potenzial der Anlagen wurden vom neuen Konsortium bereits erste Ansätze für Entwicklungen definiert. So soll die Verwendung der Biomasse in Bioraffinerien insbesondere auf die bislang noch unzureichend genutzten biogenen Reststoffe und sogenannte Koppelprodukte erweitert werden. Auch hinsichtlich der Effizienz und Produktqualität sehen die Gründungsmitglieder bei den Bioraffinerien Handlungsbedarf. Ferner möchte das Netzwerk, regionalen Wertschöpfungsketten und dezentrale Strukturen mit geringen Investitionskosten anregen, damit kleine und mittelständische Unternehmen mehr als bisher von den Entwicklungen profitieren.

KMU stärker einbinden

Das Konsortium aus acht Unternehmen wird dabei von sieben Institutionen wie dem Deutschen Biomasseforschungszentrum DBFZ oder Fraunhofer-Einrichtungen sowie Universitäten unterstützt. Mit an Bord ist auch die Biotech-Firma animox, die bereits eine vom Bundesforschungsministerium geförderte Innovationsallianz koordiniert, bei der

Koordiniert wird das Netzwerk BioRaf vom Technologie-Transfer-Zentrum Bremerhaven (ttz Bremerhaven). Darüber hinaus ist der neue Verbund für weitere interessierte Unternehmen aus der Biomassebranche offen. Insbesondere Maschinen- und Anlagenbauer, Biomasseaufbereiter und -veredeler sind aufgerufen, sich mit neuen Ideen zu beteiligen. Die Förderung erfolgt im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie.

Seit 22 Jahren gehört das hessische Zwingenberg zu den Zentren der deutschen industriellen Biotechnologie. Angefangen als Technologie-Startup ist die Brain AG heute auf eine Unternehmensgruppe mit 6 Firmen und 240 Mitarbeitern angewachsen. „Unser Umsatz ist in den letzten drei Jahren mit einem CAGR von 33% gewachsen, dies erfordert nun eine neue operative Managementstruktur“, erläutert Jürgen Eck exklusiv gegenüber biotechnologie.de. Der frühere Technologievorstand leitet – zusammen mit einem erweiterten Führungsteam – seit Anfang Juli die Geschäftsführung der Firma. Der langjährige Firmenchef und Gründer Holger Zinke ist in den Aufsichtsrat der Firma gewechselt und soll vor allem die Rolle des „Außenministers“ wahrnehmen – etwa mit Blick auf das neue Industrial Advisory Panel. Hier sollen namhafte Wirtschaftslenker das Unternehmen künftig strategisch beraten. Darüber hinaus hat sich Brain zwei externe Kräfte ins operative Management geholt, die weitere Übernahmen sowie das Produktgeschäft vorantreiben sollen.

Die Brain AG ist eines der deutschen Vorzeigeunternehmen in Sachen Bioökonomie. Die Spezialität der Hessen: Zusammen mit strategischen Partnern werden bislang unerschlossene, leistungsfähige Enzyme, Mikroben oder Naturstoffe entwickelt, um sie industriell nutzbar zu machen. Ob oder das damit verfolgte Ziel ist jeweils das gleiche. Auf der Basis des hauseigenen Mikroben-Archivs sollen entweder klassisch-chemische Prozesse durch ressourcenschonende biobasierte Verfahren ersetzt oder durch einen Griff in den Werkzeugkasten der Natur gleich gänzlich neue Produkte mit überlegenen Eigenschaften geschaffen werden. 

Brain: Vom Forschungspartner zur Firmengruppe

Mit diesem Wissen hat sich Brain in den vergangenen Jahren als strategischer Forschungspartner für die Industrie etabliert und ist hier in einer ganzen Bandbreite von Branchen unterwegs: Angefangen über Chemie, Ernährung über Kosmetik bis hin zum Bergbau. Für Schlagzeilen sorgte unter anderem die mit mehreren Millionen Euro dotierte Forschungssallianz . 

Mit Mehrheitsbeteiligungen auf Wachstumskurs

In den vergangenen Jahren hat sich die Brain darüber hinaus durch fünf Mehrheits- sowie zwei Minderheitsbeteiligungen in der Wertschöpfungskette immer breiter aufgestellt und von der Produktion bis hin zum Vertrieb Kompetenzen zugekauft. „Wir erzielen inzwischen höhere Umsätze mit unseren Produkten als durch Forschungskooperationen“, berichtet Jürgen Eck. Mit insgesamt 240 Mitarbeitern, davon 120 bei den sechs Tochtergesellschaften, erzielt Brain inzwischen „einen noch zweistelligen“ Millionenumsatz.

Zuletzt haben die Zwingenberger 51% an der Weissbiotech GmbH im münsterländischen Ascheberg und der Weissbiotech France Sarl in Chanteloup-en-Brie nahe Paris übernommen, um gemeinsam den Mitte 2014 wurde der Potsdamer 2012 hatte sich Brain ein Portfolio an um eigene Produkte nicht zu entwickeln, sondern sie auch herzustellen und in den Markt zu bringen. Ähnliches soll nun auch in der Ernährung – etwa bei natürlichen Lebensmittelinhaltsstoffen – oder in der Medizintechnik gelingen. „Künftig wollen wir uns zum Beispiel im Bereich Wundpflege engagieren und uns hier den Marktzugang eröffnen“, betont Eck. Damit hätte die Firmengruppe dann auch ein Standbein in der Medizintechnik-Branche.

Zinke künftig Rolle als "Außenminister"

Wie die Brain AG nun bekannt gab, hat Jürgen Eck, der langjährige Forschungsvorstand, zum 1. Juli die Funktion des Vorstandsvorsitzenden bei Brain übernommen. Er löst damit den langjährigen Firmenlenker und Gründer Holger Zinke ab. Dieser ist seit Jahrzehnten ein  und mit seinen Aktivitäten im Bioeconomy Panel der Europäischen Kommission sowie dem Bioökonomierat der Bundesregierung auch zunehmend auf wirtschaftspolitischer Ebene unterwegs.  „Diese Rolle wird er künftig noch stärker ausüben“, so Eck. Denn ihm wird künftig unter anderem die Führung des "Industrial Advisory Panels" obliegen, das – besetzt mit namhaften internationalen Wirtschaftslenkern verschiedener Anwenderbranchen – als neues strategisches Gremium die strategische Weiterentwicklung des Unternehmens beratend begleiten soll. Die offizielle Besetzung soll in den kommenden Wochen erfolgen.

Kapitalmarkt zeigt Interesse an Bioökonomie

Im Aufsichtsrat übernimmt Zinke zudem die Rolle von Michael Motschmann von der MIG Verwaltungs AG, die neben dem Family Office Putsch zu den langjährigen Investoren der Brain AG zählt. „Beide Investoren unterstützen unsere Expansionsstrategie“, sagt Eck. Von Seiten der MIG Fonds ist weiterhin Matthias Kromayer im Aufsichtsrat vertreten. „Langfristig planen wir aber auch, unsere Investorenbasis zu verbreitern. Wir bemerken derzeit, dass die Kapitalmärkte zunehmend Interesse zeigen, in nachhaltige Unternehmensstrategien zu investieren“, erläutert Eck mit Verweis auf skandinavische Fonds, die derzeit ihre Anteile an fossil-basierten Unternehmen aus ihren Portfolios streichen.

Neben Eck als neuen Firmenchef wird die Führungsspitze der Brain AG zudem durch Michael Krohn, Guido Meurer sowie Martin Langer ergänzt. Zusammen mit dem bisherigen Finanzchef Rudolf Bröcker werden sie die neue Geschäftsleitung stellen und vor allem die Internationalisierung des Kooperationsgeschäftes der Bioscience-Unit vorantreiben. Vom Pharmakonzern Merck aus Darmstadt stößt Thomas Kessler ins Management-Team der Brain hinzu. Sein Fokus wird beim operativen Produktgeschäft der Bioindustrial-Unit liegen. Für den Ausbau von weiteren Übernahme- und Beteiligungsaktivitäten wird künftig Frank Goebel verantwortlich sein, der zuvor bei der Royal Bank of Scotland tätig war. „Letzlich wollen wir mit der neuen Führungsmannschaft die seit 2010 eingeleitete Industrialisierungsstrategie fortsetzen und unser Wachstum ausbauen“, so Langer. Hierfür habe man die anstehenden Aufgaben auf breitere Schultern verteilt. Auch die Geschäftsführer der fünf Mehrheitsbeteiligungen werden künftig eng ins Management mit einbezogen, sollen aber weiterhin „eigenverantwortlich agieren dürfen.“ Zinkes Wechsel in den Aufsichtsrat wird deshalb nicht als Abschied gewertet. Langer: „Der Kapitän geht nicht von Bord, sondern wird stärker die Aufgabe des Außenministers wahrnehmen.“

Mit rund 400.000 Fach- und Privatbesuchern zählt die Internationale Grüne Woche europaweit zu den größten Verbrauchermessen. Das Event ist längst nicht nur ein Mekka für kulinarische Köstlichkeiten. Abseits der „größten Schlemmermeile der Welt“ hat auch die Bioökonomie ihren festen Platz und begeistert immer mehr Besucher. So auch bei der 81. Ausgabe, die vom 15. bis 24. Januar mit rund 1.200 Ausstellern in den Berliner Messehallen stattfand. Auf der „nature.tec“ in Halle 4.2. wurde deutlich, wie nachhaltige Produkte - vom biobasierten Touchscreen über kompostierbare Mülltüten bis hin zum energiesparenden Strohballenhaus - den Alltag erobern. Dies konnten die Besucher in der Ausstellung "Bioökonomie auf 36m2" des Bioökonomierats der Bundesregierung sowie  im „Nachwachsenden Büro“ der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR) selbst erleben. 

3 Gramm Maisstärke, 20 Milliliter Wasser, 2 Milliliter Gyzerin  - diese drei Zutaten reichen aus, um Bioplastik herzustellen. Davon konnten sich die Besucher der Grünen Woche in Halle 4.2 überzeugen. Die Technische Kinder- und Jugendakademie aus Berlin präsentierte, wie in Sekundenschnelle das Material für eine vollkompostierbare Mülltüte entsteht. In einer Mikrowelle wurde das Gemisch zu einer geligen Masse, die sich, aufgetragen auf Backpapier und Filtertüte und  kurzem Trocken, in ein elastisch aber belastbares und wasserdichtes Material verwandelte. Diese Aktionen begeisterten nicht nur Schülergruppen.

Technik aus Bambus und Zucker

Bioökonomie zum Anfassen gab es vielerorts. Mehr als 40 Produkte aus dem Alltag wurden in einer der Ausstellung des Bioökonomierates gezeigt, die auf 36m2 einer kleinen Wohnung mit Küche, Bad und Wohnzimmer nachempfunden war. Neben dem Designerrad aus Edelholzrohren weckte vor allem das weltweit erste biobasierte Touchscreen eines Handys sowie das biobasierte Gehäuse eines Comuters das Interesse der Besucher. Zu sehen gab es hier aber auch biobasiertes Spielzeug sowie neuartige Textilien.

Gleich gegenüber präsentierte die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe FNR mit dem „Nachwachsenden Büro“ ein Potpourri biobasierter Produkte für den Arbeitsplatz. Sämtliche Ausstellungstücke vom Mobiliar über Wandverkleidung  und Fußboden bis hin zu Telefon, Tastatur und Schreibtischlampe wurden aus nachwachsenden Rohstoffen wie Holz und Bioplastik hergestellt.

Stroh als natürlicher Dämmstoff

Auch beim Hausbau setzen sich zunehmend natürliche Materialien durch. So erlebt das Stroh als Dämmmaterial derzeit eine kleine Renaissance. Etwa 400 Strohballenhäusern gibt es bereits in Deutschland. „Es ist eine Marktlücke und das Interesse ist steigend“, berichtet Sissy Hein vom Fachverband Strohballenhaus Deutschland. Ein von der oberfränkischen Firma „Gräfix“ entwickelter ultraleichter und atmungsaktiver Wandputz für innen und außen soll dabei für eine hohe Energieeffizienz und ein gutes Klima nicht nur in den eigenen vier Wänden sorgen.

BMEL-Sonderschau zu Klimawandels und Ernährung

Dass die Folgen des Klimawandels auch in der Landwirtschaft allgegenwärtig sind - auch darüber wurde auf der Grünen Woche informiert.  So macht den Landwirten vor allem extreme Trockenheit oder Nässe zu schaffen, das stresst die Pflanzen und sorgt für Ernteausfälle. Die Bundesregierung unterstützt daher seit Jahren die Entwicklung einer nachhaltigen Wirtschaft.

Pflanzenzucht und –forschung spielen somit eine entscheidende Rolle. Das zeigte auch die Sonderschau des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) in Halle 23 zu den Themen Klimawandel und Ernährung. Forscher vom Thünen-Institut in Braunschweig berichteten hier vom Projekt FACE (Free Air Carbon Dioxide Enrichment), das den Einfluss von Klimaveränderungen auf das Wachstum von Kulturpflanzen erforscht. Dafür wurde ein Teil der Halle zum Versuchslabor umgebaut. Messebesucher konnten ein von Heizstrahlern eingerahmtes Weizenfeld sehen, ein Miniatur-Ausschnitt aus ihren realen Versuchen, bei denen Hitzestress für die Pflanzen simuliert wird. Einzelne Flächen wurden dafür auch über computergesteuerte Düsen mit Kohlendioxid begast. „Damit wird die CO2-Konzentration simuliert, die man für 2050 erwartet“, erklärt Martin Kraft. Das Ergebnis: Durch die Begasung steigen die Erträge von Zuckerrüben, Gerste und Weizen um bis zu 15 Prozent. Gleichzeitig nimmt in den Getreidekörnern der Eiweißgehalt ab, was wiederum für die Backqualität entscheidend ist.

Enzyme sind schon lange in der Lebensmittelindustrie im Einsatz. Sie sorgen unter anderem dafür, dass Lebensmittel bekömmlicher und haltbarer sind. Gerade bei laktosefreien Milchprodukten kommen sie zunehmend zum Einsatz. Und der Bedarf wächst. Die Laktoseunverträglichkeit vieler Menschen weltweit - etwa in Asien - lässt die Nachfrage nach biotechnologisch hergestellten Enzymen für die Milchproduktion seit Jahren steigen. Davon will nun auch die Brain AG profitieren. Gemeinsam mit dem Enzymspezialisten Weissbiotech GmbH will sie neue Enzyme für Milchprodukte entwickeln.

Vor neun Monaten hatte die auf industrielle Biotechnologie spezialisierte Brain AG den Enzymhersteller aus Ascheberg übernommen. Nun wird die strategische Allianz mit der Weissbiotech GmbH mit einer Forschungskooperation untermauert, wie beide Partner Mitte August berichten. Das Ziel: Gemeinsam wollen die Unternehmen neue Enzymprodukte für die Milchverarbeitende Industrie identifizieren und entwickeln. Die dafür benötigten Biokatalysatoren stammen aus dem Mikroben-Archiv der Brain AG, die über eine umfassende Sammlung neuer Enzyme und Metagenombanken verfügt. Das Zwingenberger Biotech-Unternehmen ist darauf spezialisiert, unerschlossene Enzyme, Mikroben oder Naturstoffe zu entwickeln, um sie industriell nutzbar zu machen.  Die Weissbiotech Gmbh wird im Gegenzug ihren Marktzugang und Vertrieb einbringen. 50 verschiedene Enzymprodukte für verschiedenste Industriebereiche gehören schon heute zum Portfolio der Weissbiotech. Sie kommen unter anderem  bei Herstellung von Fruchtsäften und alkoholischen Getränken, aber auch bei der Kraftstoff-Herstellung und in der Stärkeverarbeitenden Industrie zum Einsatz.

Nachfrage an Milchprodukten in Asien kurbelt Enzymmarkt an

Mit der Forschungskooperation wollen sich beide Unternehmen auf dem seit Jahren wachsenden Segment mit neuen Enzymen weiter etablieren.  Seit 2012 liegt die Wachstumsrate in dem Segment bei jährlich 8 Prozent. Das Marktvolumen wurde 2014 auf 225 Millionen Euro geschätzt. Ein großen Anteil am Wachstum trägt der asiatische Markt, da Milcherzeugnisse wie Käse auch dort immer beliebter werden. Auf Grund der dort vorherrschenden Laktoseintoleranz ist der Bedarf an enzymatisch hergestellten laktosefreien Milchprodukten weltweit gestiegen.  

Portfolio an Enzymen erweitern

Für den frisch gekürten CEO der Brain AG, Jürgen Eck, der seit ist die Forschungskooperation ein „perfektes Beispiel für eine win-win Situation“.  Eck zufolge wurden erste vielversprechende Enzyme seit der Übernahme im November 2014 bereits identifiziert und befinden sich in der Scale-up und Entwicklungsphase. „Die Kooperation mit Brain gibt uns die Möglichkeit, unser Produktportfolio zu erweitern”, erklärt Johannes de Bie, CEO von Weissbiotech. “Zudem erwarten wir, dass wir unsere Produktionsfertigkeiten verbessern können, indem wir Brains Stammoptimierungen, Fermentationsexpertise und Forschungsinfrastruktur mit in die Entwicklung einbeziehen.”

Lebensmittelketten entdecken zunehmend den Tierschutz für sich. Nach Aldi und Lidl hat nun auch die Rewe Gruppe angekündigt, bei Eigenmarken kein Fleisch mehr zu verkaufen, dass von Schweinen stammt, die ohne Betäubung kastriert wurden. Solch ein Verbot sieht das Deutsche Tierschutzgesetz erst ab 2019 vor. Neben dem Tierwohl ist es der Druck der Verbraucher, der die Supermarktketten zum Handeln zwingt.  Der Grund: Die Nachfrage nach Wurst und Fleisch sinkt seit Jahren. Vegetarische oder vegane Kost sind  dagegen im Trend. Forscher erproben derweil die Tierhaltung der Zukunft.

Beim Anblick gequälter Tiere oder katastrophaler Mastanlagen ist manchem Verbraucher der Appetit auf Fleisch, Eier oder andere tierische Produkte  vergangenen. Laut einer Studie des Marktforschungsinstitutes GfK sind die Umsätze bei Fleischersatzprodukten wie Sojaschnitzel im Laufe der letzten Jahre fast um das Doppelte gestiegen. Die Nachfrage nach Wurst ist hingegen seit 2008 um acht, bei Fleisch um neun Prozent gesunken. Nach einer Studie von Forschern der Universität Göttingen und Hohenstein sind es inzwischen 3,7 Prozent aller Deutschen, die gänzlich auf Fleisch verzichten.  „Der Tierschutz hat am Markt lange keine besondere Rolle gespielt. Aber jetzt ist der Druck deutlich gestiegen“, resümiert der Lebensmittelmarketingexperte Achim Spiller von der Universität Göttingen.

Schweinefleisch von gequälten Tieren zukünftig tabu

Der Handel ist also im Zugzwang. Nach Aldi, Lidl und Edeka hat sich nun auch Rewe zu Tierschutz und Nachhaltigkeit offiziell bekannt. Ab 1. Januar 2017 will die Handelskette „bei ihren Eigenmarken kein Frischfleisch mehr verkaufen, welches von betäubungslos kastrierten Schweinen stammt“, betont das Unternehmen in einer Pressemitteilung.

"Die betäubungslose Kastration passt einfach nicht mehr in die heutige Zeit. In der Theorie verfügen wir bereits jetzt über alternative Methoden, welche den Tieren die schmerzhafte Prozedur ersparen kann“, erklärt Klaus Mayer, Leiter Qualitätsmanagement der REWE Group. Gemeinsam mit den Vertragslieferanten will die Supermarktkette daher eine Strategie zur Einführung alternativer Methoden bei der Tierhaltung erarbeiten und die Tierzüchter zur Einhaltung bewegen. Im August wurde zudem das Leitbild „Nutztierhaltung der Zukunft“ beschlossen. Darin bekennt sich das Unternehmen,  zur „nachhaltigen Erzeugung tierischer Nahrungsmittel“. Grundlage sind die vom britischen Landwirtschaftsministerium Farm Animal Welfare Council aufgestellten sogenannten "Fünf Freiheiten". Darin ist neben einer artgerechten Haltung unter anderem festgeschrieben, dass Tiere weder Hunger, Stress oder Schmerzen ertragen dürfen.

Laborställe proben Schweinemast der Zukunft

Der Deutsche Tierschutzbund begrüßt den Schritt von Rewe und hofft, dass weitere Handelsketten nachziehen. Präsident Thomas Schröder bleibt jedoch realistisch: „Tierschutz kostet Geld“, sagte er und weist darauf hin, dass Werbung für Niedrigpreise bei Fleischprodukten dem Tierschutz nicht dienen. Gleichwohl gibt es in der Tierforschung bereits zahlreiche Ansätze für eine artgerechte Tierhaltung. In den Laborställen vom Lehr- und Versuchszentrum Futterkamp, einer Einrichtung der Landwirtschaftskammer Schleswig-Holstein,  wird unter anderem die Schweinemast er Zukunft erprobt und die Tiere nach dem Vorbild von Haustieren mit Futter und Spielsachen umsorgt. Ein ähnliches Konzept wird in der Experimentieranlage des Dummersdorfer Leibniz-Instituts verfolgt. Hier haben die Sauen Namen und werden einzeln zum Futtertrog gerufen, um

Organisches Gewebe wie Hautzellen dreidimensional drucken – auf diese neue Technologie setzt zukünftig der deutsche Chemiekonzern BASF. Dafür hat das Ludwigshafener Unternehmen eine Kooperation mit dem französische Start-up Poietis geschlossen, das eine 3D-lasergestützte Bioprint-Anlage entwickelt hat. BASF will das neue Verfahren bei der  Entwicklung und Erforschung neuer kosmetischer Wirkstoffe für Hautpflegeprodukte einsetzen und so bestehende Hautmodelle verfeinern. Damit schafft BASF eine weitere Alternative, bei Wirkstofftests auf Tierversuche zu verzichten.

Pharma- und Kosmetikunternehmen stehen seit langen wegen ihrer Tierversuche in der Kritik. Mit einem selbst entwickelten Hauttest, der gänzlich ohne Experimente an Tieren auskommt, hatte der Pharma- und Chemiekonzern BASF bereits im Jahr 2013 ein deutliches Zeichen gesetzt.  Die Forscher wurden dafür vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) mit dem „Forschungspreis zur Förderung methodischer Arbeiten mit dem Ziel der Einschränkung und des Ersatzes von Tierversuchen“ ausgezeichnet. Mit dem Einsatz der neuen 3D-lasergestützten-Bioprint-Technologie von Poietis tut sich nun eine weitere Alternative zu Tierversuchen auf. „Dank ihrer langjährigen Expertise, was Lösungen für die Dermokosmetik betrifft, hat die BASF erkannt, welche Vorteile das 3D-lasergestützte Bioprint-Verfahren gegenüber konventionellen Verfahren zur Zellzüchtung und anderen Bioprint-Verfahren hat“, so Gründer und Präsident von Poietis, Fabien Guillemot, der die Firma im JAhr 2014 aus dem Forschungsinstitut Inserm ausgegründet hat.

Gründerpreis für 3D-Bioprint-Technik

Im Sommer hat BASF die Forschungs- und Entwicklungsvereinbahrung mit dem französischen Start-up geschlossen. Wieviel Geld an Poietis fließt, darüber wurde nichts verlautbart. Derzeit werben die Franzosen auf der Crowdfinanzierungsplattform Wiseed um die Gunst des Schwarms. Insgesamt 600.000 Euro wollen sie dort einsammerln. Das Unternehmen ist unter anderem mit Unterstützung des Regionalen Gründerzentrums Aquitanien ins Leben gerufen worden. Zuvor hatten die Forscher mit ihrer Technologie den ersten Platz beim Französischen Gründerwettbewerb für innovative Technologieunternehmen gewonnen.

Mechanismen der Haut besser verstehen

Ihre Technologie hat auch BASF überzeugt: Das auf 3D-Druck basierende Verfahren ordnet gezüchtete Hautzellen mehrschichtig in vorgefertigte dreidimensionale Strukturen an. Damit können nach Angaben von Poietis komplexere und widerstandsfähigere Gewebestrukturen produziert werden, als es mit herkömmlichen Methoden in der Zell- und Gewebekultivierung möglich ist. „Die lasergestützte Technologie ermöglicht bei der Nachbildung von Zellen eine höhere Auflösung als andere Bioprint-Verfahren", erklärt Sebastien Cadau, der bei BASF für Gewebezüchtungen zuständig ist. Cadau ist sicher, dass mithilfe der neuen Bioprint-Technologie, BASF seinen strategischen Vorsprung sichern kann. „Dieser liegt darin, die Mechanismen der Haut noch besser zu verstehen und dieses Wissen für die Entwicklung und Tests innovativer kosmetischer Wirkstoffe für den Einsatz in Hautpflegeprodukten zu nutzen“.

Gewebemodelle verfeinern

Im ersten Schritt wollen sie das Poietis-Verfahren einsetzen, um eine automatisierte Reproduktion des von ihnen entwickelten Hautäquivalent-Models MimeskinTM zu ermöglichen. Später sollen dann Modelle folgen, die weitere Zelltypen enthalten, wie BASF in seiner Pressemitteilung erklärt.

Nicht nur in der Pharmaindustrie sind derzeit Startups gefragt. Immer mehr junge Firmen widmen sich in ihrer Geschäftstätigkeit nachhaltigen Themen. Nun rufen gleich zwei Startup-Wettbewerbe deutsche Gründer zur Teilnahme auf: DerGreen Alley Award ist eine Initiative des Green-Economy-Investors Green Alley, bis Mitte September läuft die Bewerbungsfrist. Der Startgreen-Award steht wiederum unter der Schirmherrschaft von Bundesumweltministerin Barbara Hendricks und wurde von Forschern der Gründerinitiative StartUp4Climate gemeinsam mit zwölf Partnerorganisationen ins Leben gerufen. Hier kann man sich noch bis Anfang Oktober bewerben.

Gerade erst haben deutsche Pharmakonzerne wie Bayer oder Merck mit Startup-Initiativen für Medienrummel gesorgt: Vergangene Woche wurden drei Startups in den Merck-Accelerator in Darmstadt aufgenommen, davor verkündete Bayer die fünf Gewinner der jüngsten Grant4Apps-Initiative. Doch auch Geschäftsideen mit Bezug zur Nachhaltigkeit sind gefragter denn je. Innerhalb der Biotechnologie kommen hier vor allem industrielle Anwendungen in der Chemie, der Kosmetik oder im Textilbereich in Frage. Auch die Politik hat reagiert und die Themen Energiewende, Nachhaltigkeit und Bioökonomie inzwischen auf die politische Agenda geschafft haben, stehen grüne Startups derzeit nur selten im Rampenlicht.  

Großes Potenzial grüner Startups

Dieses Fazit zieht zumindest Klaus Fichter. Der Professor für Innovationsmanagement und Nachhaltigkeit an der Universität Oldenburg und Leiter des auf die gleichen Themen fokussierten Forschungsinstituts Borderstep hat sich in einer Studie mit dem Potenzial von grünen Startups beschäftigt. Das Ergebnis: Zwar wurden in den vergangenen zehn Jahren knapp 170.000 grüne Unternehmen gegründet, die 1,1 Millionen Arbeitsplätze geschaffen haben. Aus Sicht von Fichter hätten es aber noch mehr sein können. Denn die Zahlen seien nicht Ausdruck guter Förderung. „Es liegt vielmehr daran, dass es einen großen Bedarf an nachhaltigen Lösungen gibt“, so der Professor. Um das Thema Nachhaltigkeit und Startups mehr ins Blickfeld der Öffentlichkeit zu bringen, hat Fichter nun gemeinsam mit der Gründerinitiative StartUp4Climate und zwölf Partnerorganisationen den StartGreen Award ins Leben gerufen. „Dadurch, dass wir einen nationalen Preis ausgeschrieben haben, werden wir die Sichtbarkeit der Unternehmen erhöhen“, ist der Professor überzeugt.

Bundesumweltministerin Schirmherrin von Startgreen-Award

Bundesumweltministerin Barbara Hendricks hat die Schirmherrschaft übernommen, seit 25. August können Bewerbungen eingereicht werden. Die Frist läuft noch bis zum 5. Oktober. Im November werden die Preise vergeben.  Verliehen wird der Award in vier Kategorien: Gründungskonzept, Startups (null bis fünf Jahre), junge Unternehmen (sechs bis 15 Jahre) und Gründungsförderer wie Business Angel oder Hochschulen. Fichter zufolge soll über den Wettbewerb auch eine Vernetzung der Community gelingen.  „Das ist für uns der wichtigste Aspekt“, sagt der Institutsleiter. Bei einer erwarteten dreistelligen Bewerberzahl könne so ein schlagkräftiges Netzwerk entstehen.

Gesucht: Ökologische Firmen in ihrer ganzen Breite

Inhaltlich ist der Wettbewerb offen angelegt. „Im Fokus des Preises stehen ökologische Unternehmen in ihrer ganzen Breite“, sagt Fichter. Ob Energiethemen, Ernährungsfragen oder Recyclingaspekte betrachtet werden, ist egal. Die Unternehmen müssen sich alle in Kategorien wie Marktpotenzial, Innovationskraft und Skalierbarkeit messen – wichtigstes Kriterium ist der ökologische Mehrwert des Produkts oder der Dienstleistung. Auch soziale Aspekte berücksichtigt die Jury aus Szenekennern. Gewinnen können die Preisträger neben dem Zugang zu grüner Expertise auch Sachpreise sowie Fördermittel im Gesamtwert von 20.000 Euro. Gestellt werden die Preise vom Bundesumweltministerium. Der Wettbewerbsgedanke schlägt sich auch im Bewerbungsverfahren nieder. Aus den bis zum Stichtag eingereichten Bewerbungen, wird eine Vorauswahl getroffen. Diese wiederum muss sich einer Onlineabstimmung stellen. Aus den hieraus gewonnenen Finalisten wählt wiederum die Jury die Sieger aus.

Green Alley: Kreislaufwirtschaft und Recycling im Fokus

Das Oberthema Kreislaufwirtschaft und Recycling steht wiederum im Fokus des zweiten derzeit laufenden Startup-Wettbewerbs Green Alley Award. Bewerben können sich hier innovative Idee im Bereich Abfallströme oder Verkaufsverpackungen, Recycling oder Upcycling, Ressourcenschonung oder Ressourcenreduzierung. Bereits im vergangenen Jahr war der von der Green Alley Investment GmbH, einer Tochterfirma des Mainzer Entsorgungspezialisten Landbell AG, initiierte Wettbewerb gestartet worden. Als Partner ist  die Crowdfunding-Plattform Seedmatch mit an Bord. In diesem Jahr wurde zudem eine Kooperation mit den britischen Partnern European Recycling Platform (ERP) und dem in London ansässigen Accelerator-Programm Bethnal Green Ventures geschlossen, um einen breiteren Bewerberkreis anzusprechen. Bewerbungen müssen daher in diesem Jahr auf Englisch erfolgen, der inhaltliche Fokus bleibt jedoch bestehen. Einreichungen sind noch bis zum 15. September möglich.

Jogurtbecher aus Polymilchsäure oder Kinderspielzeug aus  Maisstärke verdrängen zunehmend herkömmliche Plastikprodukte aus den Regalen. Doch das Anwendungsfeld für Kunststoffe aus biologisch abbaubaren Stoffen und nachwachsenden Rohstoffen ist wesentlich breiter. Das EU-Projekt Plastice hat in den vergangenen Jahren mit der Gründung nationaler Informationsstellen die Voraussetzung für eine breitere Nutzung nachhaltiger Kunststoffe auf europäischer Ebene gelegt. Nun wird das etablierte Netzwerk global aktiv und will auch in Ländern außerhalb Europas wie den USA, China oder Brasilien derartige Anlaufstellen einrichten. In Deutschland hat das Fraunhofer UMSICHt eine nationale Kontaktstelle eingerichtet.

Kinderspielzeug, Essgeschirr, Haushaltsgegenstände oder Verpackungen aus Plastik bestimmen das Bild der Supermärkte weltweit.  Seit langen suchen Forscher nach Alternativen für die Herstellung von Kunststoffen aus  Erdöl. Mit Erfolg: Jogurtbecher aus Polymilchsäure oder Kinderbausteine aus Maisstärke sind hierzulande in fast jedem Regal zu finden. Darüber hinaus  haben auch Gesundheitswesen oder Automobilindustrie das Potential biologisch abbaubarer und aus nachhaltigen Rohstoffen gewonnener Kunststoffen erkannt. Für eine noch breitere Nutzung von Bioplastik hat sich das EU-Projekt Plastice in den vergangenen Jahren stark gemacht.

Infostellen in 18 Ländern

Das Projekt wurde im April 2011 gegründet und in den vergangenen drei Jahren von der Europäischen Kommission und dem Zentraleuropaprogramm unterstützt. 13 Partner aus vier Ländern (Slowenien, Italien, Polen und Slowakei) arbeiteten darin an Strategien, nachhaltige Kunststoffe in Mitteleuropa schneller und breiter zu etablieren. Koordiniert durch das National Institute of Chemistry Ljubljana wurde im Laufe der Projektzeit das Netzwerk nationale Informationsstellen gegründet. Das Ziel: Die erreichten Ergebnisse und Kenntnisse auf dem Gebiet der nachhaltigen Kunststoffe zu verbreiten und die Grundlage für neue internationale Kooperationen zu schaffen. Aus Deutschland hat sich das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) beteiligt und eine entsprechende Kontaktstelle auf nationaler Ebene eingerichtet.

Schnittstelle zwischen Angebot und Nachfrage

Nun gehen die Mitstreiter des  EU-Projektes die nächste Etappe an. Da das Thema nachhaltige Kunststoffe von weltweiter Bedeutung ist, will das Projekt jetzt auch global aktiv werden. Dazu wurde nun das Globale Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe gegründet, an dem die Fraunhofer-Forscher von UMSICHT ebenfalls beteiligt sind. In insgesamt 18 Ländern, darunter USA, Brasilien, Indien, China und Türkei sollen an bekannten Instituten derartige Anlaufstellen geschaffen werden. Diese nationalen Informationsstellen sollen Interessierten aus Forschung, Industrie und Öffentlichkeit einen einfachen Zugang zu Informationen rund um das Thema nachhaltigen Kunststoffen ermöglichen. Gleichzeitig dienen sie als Schnittstellen zwischen Angebot und Nachfrage entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Markt für bioabbaubare Kunststoffe in Europa und darüber hinaus sein. Das neugegründete Globale Netzwerk Nachwachsende Rohstoffe wird unter dem Dach des International Centre for Applied Research and Sustainable Technology mit Sitz in Bratislawa (Slowakei) und  Triest (Italien) organisiert und weiterentwickelt. Das Ziel: eine Plattform für Partnerprogramme und Projekte einzurichten, die auch international von Bedeutung sind.

bb

Schon seit dem Jahr 2000 wird an Löwenzahn als alternativer Kautschuklieferant für die Automobilindustrie gearbeitet. Als erste Idee hatten Continental und Fraunhofer-Forscher Autoreifen präsentiert. Auf der Internationalen Automobilaustellung (IAA), die noch bis zum 27. September in Frankfurt stattfindet, wird nun die nächste Idee vorgestellt: Denn auch für Schwingungs- und Lagerungselemente in Fahrzeugen wie Motorlager könnte der Naturkautschuk eingesetzt werden, wie neueste Forschungsergebnisse belegen.

Traditioneller Naturkautschuk wird bislang ausschließlich in Gummibaumplantagen in den Regenwaldgebieten dieser Erde gewonnen – dem sogenannten Kautschukgürtel. Die Transportwege sind lang, aber zurzeit noch alternativlos. Das würde sich ändern, wenn Naturkautschuk mit mindestens gleichen Leistungseigenschaften künftig auch aus der Löwenzahn-Wurzel gewonnen werden könnte. „Wir sehen große Vorteile für die Umwelt und mehr Unabhängigkeit von traditionellen Rohstoffen mit ihren teilweise stark schwankenden Marktpreisen“, sagt Anna Misiun von Continental. „Löwenzahn wächst auf den marginalen Böden und auch in Regionen mit moderaten Klimaten. Transporte aus tropischen Ländern würden damit entfallen und die CO2-Bilanz des Rohstoffs verbessern.“ Zusätzlich steigt weltweit der Bedarf an Naturkautschuk. Auch hier könnte die umweltfreundliche Alternative aus Löwenzahn für eine Entspannung am Kautschukmarkt sorgen.

Pusteblume mit Potential

Seit dem Jahr 2000 versuchen deutsche Forscher bereits, den Löwenzahn als Gummilieferant für die Industrie fit zu machen. Denn in den Blättern der „Pusteblume“ schlummert ein milchiger Saft, der biotechnologisch aufbereitet, genauso elastisch ist, wie der zur Reifenherstellung üblicherweise verwendete Kautschuk des  Gummibaumes.  Bei der alternativen Kautschukquelle handelt es sich um den russischen Löwenzahn. Im Vergleich zu seinem deutschen Verwandten, liefert die Pflanze aus dem Kaukasus wesentlich mehr Milchsaft. Gemeinsam mit Contitech Vibration Control  wird die Pflanze von Wissenschaftlern des Fraunhofer-Instituts für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME und des Instituts für Biologie und Biotechnologie der Pflanzen der Universität Münster bereits seit 2013 intensiv untersucht.Und das mit Erfolg: Inzwischen hat sich der Saft aus der Wurzel des Löwenzahns schon bei der Herstellung einiger Prototypen von Autoreifen bewährt.

Nach Autoreifen nächste Produkte im Visier 

Seither wird nach weiteren Anwendungen für den Einsatz von Löwenzahn-Kautschuk in der Fahrzeugindustrie geforscht. Auf der IAA in Frankfurt (Halle 5, Stand A08) sind derzeit erste Ergebnisse einer neuen Testreihe zu sehen: Sie zeigen vielversprechende Versuche,  den nachhaltigen Rohstoff bei der Herstellung von Schwingungs- und Lagerungselementen wie Motorlager in Autos einzusetzen.

Haltbarkeit von Autoteilen verbessern

Motorlager sind im Fahrzeug das Verbindungsglied zwischen  dem Antriebsaggregat und der Karosserie. Sie nehmen statische Lasten auf, isolieren den Körperschall, begrenzen die Bewegung des Motors und verhindern, dass er bei einem Unfall abreißt. Zusätzlich dämpfen sie Schwingungen und Stöße, die von der Fahrbahn ausgehen. Hier soll der Naturkautschuk helfen, die Elemente auf die unterschiedlichen Anwendungen anzupassen und die Teile gleichzeitig langlebig zu machen. Das Problem: Die Anforderungen an Motor- oder Getriebelager sind anders als bei Autoreifen. „Wir müssen beispielsweise mit starken dynamischen Beanspruchungen bei hohen Temperaturen zurechtkommen. Darum haben wir bei unseren Entwicklungen einen anderen Fokus als die Reifenkollegen“, erläutert Anna Misiun, die bei ContiTech Vibration Control das Löwenzahn-Forschungsprojekt koordiniert.

Löwenzahn-Kautschuk noch nicht massentauglich

Trotz der Schwierigkeiten ist das Ziel des Forscherverbundes klar: die Entwicklung eines umwelt- und ressourcenschonenden Verfahrens, um den Löwenzahn-Kautschuk im industriellen Maßstab herzustellen - und damit die Basis für neue Reifen oder Motorlager zu schaffen. Mit der Entwicklung einer Pilotanlage zur Extraktion von Naturkautschuk aus den Wurzeln des russischen Löwenzahns  und den ersten erfolgreichen Reifen-Prototypen, ist man dem Ziel schon näher gekommen. Bis zu einem kommerziellen Einsatz von ersten Produkten wie dem Reifen werden nach Einschätzung der Forscher aber noch fünf bis zehn Jahre vergehen. „Durch die Nutzung von Löwenzahn als Kautschuklieferant kann die Herstellung von Reifen noch umweltverträglicher werden, ohne dass wir dabei auf unsere hohen Qualitätsstandards verzichten oder Performance-Einbußen in Kauf nehmen müssen“, betont Carla Recker, die bei Continental das Reifenprojekt leitet. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-IME, dem Julius Kühn-Institut und dem Züchtungsunternehmen Aeskulap wird jetzt nach Möglichkeiten gesucht, möglichst viel hochwertigen Kautschuk aus Löwenzahn zu gewinnen.

Auf dem Weg zu einer nachhaltigen und biobasierten Wirtschaft sind alternative und ressourcenschonendere Stoffe gefragt. Dieser Entwicklungsprozess soll jetzt mit der Gründung eines internationalen Kompetenzzentrums für nachhaltige Chemie angekurbelt werden. Das hat  Umweltstaatssekretär Jochen Flasbarth zum Auftakt der zweitägigen Konferenz „Sustainable Chemistry 2015“ am 24. September in Berlin angekündigt. Vor rund 200 Vertretern aus Wirtschaft und Forschung forderte er die internationale Gemeinschaft auf, Mensch und Umwelt besser vor gefährlichen Chemikalien zu schützen und dabei auch Entwicklungs- und Schwellenländer mit einzubeziehen.

Chemie ist allgegenwärtig. Viele Chemikalien sind giftig oder teilweise für Mensch, Tier und Umwelt schädlich. Doch wie kann Chemie nachhaltiger werden? Über diese und andere Fragen wurde vergangene Woche in Berlin auf der Konferenz „Sustainable Chemistry 2015: The way forward“ diskutiert. An der vom Bundesumweltministerium und dem Umweltbundesamt (UBA) initiierten Veranstaltung nahmen rund 200 Vertreter aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Verbänden teil. „Die Auswirkungen von gefährlichen Chemikalien auf Umwelt und Gesundheit machen nicht an Ländergrenzen halt“, betonte Umweltstaatssekretär Jochen Flasbarth in seiner Auftaktsrede. Er appelierte an die internationale Gemeinschaft, die Anstrengungen zu verstärken, „um die Herstellung und Verwendung von Chemikalien weltweit sicherer zu machen und Mensch und Umwelt vor schädlichen Auswirkungen zu schützen“. Nachhaltige Chemie bedeute mehr als bloß Chemikaliensicherheit.

Globales Netzwerk für nachhaltige Chemie

Um den vor Jahren angekurbelten Prozess der nachhaltigen Chemie voranzutreiben, kündigte Flasbarth die Einrichtung eines internationalen Kompetenzzentrums an. Darin soll ein interdisziplinäres Expertenteam Wissen und Innovationen zur nachhaltigen Chemie bündeln und somit helfen, sie schneller umzusetzen. Das Netzwerk, das 2017 die Arbeit aufnehmen wird, kann laut Flasbarth aber nur erfolgreich sein, wenn das Problem in seiner Gesamtheit betrachtet und nicht nur auf den Aspekt des Chemikalienmanagments reduziert wird. „Zu den Kernaufgaben gehören ökologische Fragestellungen wie der sparsame Verbrauch von endlichen Rohstoffen, die Vermeidung von gefährlichen Abfällen, die Vermeidung von Emissionen gefährlicher Stoffe in die Umwelt, der Erhalt der biologischen Vielfalt, aber auch soziale und ökonomische Fragen“. Gleichzeitig gab Flasbarth zu bedenken, dass das Programm nur umzusetzen sei, wenn es ökonomisch erfolgreich ist und auch den Entwicklungs- und Schwellenländern wirtschaftlichen und sozialen Fortschritt verspricht.

Die "Sustainable Chemistry Conference 2015" diente auch als Plattform, um bereits erfolgreiche Geschäftsmodelle zu präsentieren. So werden nach Angaben von UBA-Präsidentin Maria Krautzberger erneuerbare Rohstoffe wie Stroh, Heu und Blätter schon heute genutzt, um mit Hefemycelium Baumaterialien herzustellen. „Der Mycelium-Pilz nutzt die Rohstoffe als Nahrung und bindet sie. Durch Hitze und Druck wird das Material zu Formteilen gepresst, die etwa als Bauplatten, Verpackungen oder sogar Möbelstücke Verwendung finden“, erklärte Krautzberger. Das Material könnte auch in der Autoindustrie zur Schallisolierung oder Innenverkleidung verwendet werden.

Leitfaden als Entscheidungshelfer für Unternehmen

Um die Industrie auf dem Weg der Nachhaltigkeit zu begleiten, hat das Umweltbundesamt einen Leitfaden als Entscheidungshelfer aufgelegt. Er soll Unternehmen helfen, nachhaltige Chemikalien von nicht nachhaltigen Stoffen zu unterscheiden und so zum Einsatz weniger schadstoffhaltiger und umweltgefährdender Substanzen motivieren. 

BMBF fördert Projekte zu perfluorierten Chemikalien

Zu den gefährlichsten Substanzen zählen beispielsweise per- und polyflourierte Stoffe (PFC),  die auf Grund ihrer wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften in einer Vielzahl von Produkten des täglichen Lebens wie Outdoorkleidung und Verpackungen verwendet werden. Sie gelangen durch Herstellung, Verwendung oder Entsorgung in die Umwelt und mitunter sogar in Lebensmittel. Erst kürzlich bestätigte die Bundesregierung auf eine Anfrage des Bundesumweltministeriums, dass perfluorierte Substanzen in höheren Konzentrationen die Leber schädigen können und sich im Tierversuch sogar als krebsauslösend und schädlich für die Fortpflanzung erwiesen haben. Im Rahmen des Förderschwerpunktes "Nachhaltiges Wassermanagement" unterstützt das Bundesforschungsministeriums derzeit aktuell zwei Verbundforschungsprojekte, die sich mit den Gefahren von PFC-Chemikalien für Mensch und Umwelt befassen.

Der Spezialchemiekonzern Clariant hat sein neues Biotech-Forschungszentrum am 1. Oktober in Planegg-Martinsried feierlich eröffnet. In das neue Gebäude werden rund 100 Mitarbeiter der Clariant-Sparte Group Biotechnology einziehen. Erst 2013 hatte der Konzern in Frankfurt am Main das Clariant Innovation Center eröffnet. In Straubing betreibt Clariant zudem eine Demonstrationsanlage, in der Biosprit aus Stroh gewonnen wird.

„Das neue Clariant Biotech Center ist neben dem Clariant Innovation Center in Frankfurt ein weiteres wichtiges globales Forschungszentrum für unser Unternehmen“, betonte Clariant-Chef Hariolf Kottmann in seiner Ansprache vor über 100 Vertretern aus Politik und Wirtschaft. Bayern – und insbesondere auch der Großraum München – sei ein führender Forschungs- und Entwicklungsstandort im Bereich der Biotechnologie, so Kottmann weiter. Im Fokus der Clariant-Forscher im neuen Biotech-Zentrum steht vor allem die Entwicklung biobasierter Produkte und Prozsse im Bereich der Feinchemikalien und Biokraftstoffe. Der Chef der Sparte, Andre Koltermann, ist überzeugt, dass das neue Gebäude mit mehr als 6.000 Quadratmetern Labor- und Bürofläche dafür hervorragende Bedingungen bietet.

Industrielle Biotechnologie als Schlüsselbranche

„Ein dezidiertes Forschungszentrum für Biotechnologie in einem eigenen Gebäude im Herzen eines der größten Biotech-Hubs Europas ist mehr als nur eine starke Aussage. Es unterstreicht Clariants Bekenntnis zu Innovation, Nachhaltigkeit und profitablem Wachstum", so Koltermann. Die stellvertretende bayerische Ministerpräsidenten und Wirtschaftsministerin Ilse Aigner gratulierte zur Eröffnung: „Die industrielle Biotechnologie ist eine der Schlüsselbranchen des 21. Jahrhunderts. Mit Clariant haben wir eines der international herausragenden Unternehmen in diesem Bereich in Bayern. Die Eröffnung des neuen Biotechnology Centers in Planegg ist ein sichtbares Bekenntnis zum Forschungsstandort Bayern.“

Besser vernetzt mit Martinsrieder Cluster

Der Schweizer Spezialchemiekonzern hatte im vergangenen Jahr mit den Arbeiten am neuen Zentrum begonnen. In der bisherigen Niederlassung Obersendling  – einst mit nur 20 Mitarbeitern gestartet – reichte der Platz nicht mehr. Ein weiterer Standortvorteil: Clariant kann sich so besser mit dem Biotech-Cluster in Martinsried vernetzen. In Bayern ist zudem eine Demonstrationsanlage angesiedelt, in der jährlich rund 4.500 Tonnen Agrarreststoffe wie Getreide- oder Gemeinsam mit dem Autobauer Mercedes-Benz und dem Kraftstoffspezialist Haltermann wurde bereits ein erster Flottentest mit „Sunliquid 20“ durchgeführt. Es ist ein Benzin, dem ein Anteil von 20 Prozent Celluloseethanol beigemischt ist. Erste Zwischenergebnisse waren Ein weiteres Forschungszentrum betreibt der Konzern zudem in Frankfurt/Main. Hier wurd eim Jahr 2013 das Clariant Innovation Center eröffnet. Es dient als zentrale Drehscheibe zur Vernetzung der weltweiten Forschungsaktivitäten im Bereich Prozesstechnologie.

Biokunststoffe sind zwar biobasiert, aber sie sind nicht automatisch auch umweltfreundlich. Zudem werden die chemischen Grundbausteine für die Bioplastik-Produktion meist noch aus den stärkehaltigen Früchten von Nutzpflanzen gewonnen. Um diese Konkurrenz mit der Nahrungsmittel-Produktion zu vermeiden, ging vor vier Jahren das EU-Forschungskonsortium „Bioconsept“ an den Start. Es hat Produktionsprozesse für zwei sogenannte Plattformchemikalien entwickelt, die aus ungenießbarer Biomasse gewonnen werden – wie etwa Holz oder altem Pflanzenöl. 29 europäische Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft arbeiten in dem Konsortium zusammen, um diese Prozesse erstmals im größeren Maßstab umzusetzen. Bei einer Tagung im Ständehaus in Merseburg wurde am 10. und 11. November Bilanz gezogen.

Das Konsortium „Bioconsept“ ging 2012 an den Start und ist seitdem mit knapp 9 Millionen Euro von der EU gefördert worden. Koordiniert wird das Vorzeigeprojekt mit 29 Partnern aus 13 Ländern von der niederländischen Forschungsorganisation TNO. Mit an Bord sind auch die deutsche Fraunhofer-Gesellschaft, und weitere Forschungsorganisationen aus Belgien, Finnland und Spanien. Hinzukommen zahlreiche Unternehmen aus der chemischen Industrie – darunter zehn Branchenriesen wie Evonik, Clariant und Fluor sowie 14 mittelständische Unternehmen.

Biobasierte Chemikalien-Produktion

Für ihr Projekt der grünen Chemie hatten sich die Forscher ambitionierte Ziele gesteckt: „Wir wollen günstiger und nachhaltiger sein als bestehende Prozesse, ohne dabei in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion zu stehen“, so der Koordinator Dirk Vendoes von TNO in Gent. Als Ausgangsmaterial setzten die Tüftler von Bioconsept deshalb auf „ungenießbare“ Biomasse – bisher ungenutzte pflanzliche Reststoffe wie Öle und Fette sowie Lignocellulose (z.B. Holz oder Stroh). Aus diesen Rohstoffen haben sie Zwischenprodukte hergestellt. Aus diesen chemischen Grundbausteinen lassen sich in einem nächsten Schritt komplexere Verbindungen wie Polymere, Harze, Weichmacher, Biotenside und Lösungsmittel herstellen. Das europäische Vorzeigeprojekt beschäftigte sich mit der gesamten Produktionskette, von den Rohstoffen bis zu den Endprodukten.

Holz zu FDCA

Auf zwei Moleküle aus zwei unterschiedlichen Biomassequellen hat sich das Konsortium konzentriert, Furandicarbonsäure (FDCA) sowie Epoxid. „FDCA ist eine Plattformchemikalie, aus der sich Kunststoffe für Verpackungen oder Textilien herstellen lassen“, erklärt Carol Engel von TNO in Gent. Die Forscher haben dazu einen Prozess entwickelt, mit dem sich aus Buchenholz zunächst Zuckermoleküle gewinnen lassen. Sie dienen speziellen Bakterien als Nahrung, die in großen Stahlkesseln kultiviert werden und daraus die organische Säure FDCA herstellen. Zunächst ist das Ergebnis eine braune Brühe. „Wir haben die Produktion und die Aufreinigungsschritte so miteinander verknüpft, dass wir am Ende ein weißes Pulver herstellen können – reines FDCA, fertig für den Industrieeinsatz“, erläutert Engel. Gelungen ist die Umsetzung dem Team um Gerd Unkelbach am Fraunhofer CBP am Chemiestandort Leuna. Das 2012 eröffnete Bioraffinerie-Forschungszentrum beeindruckt mit einem Maschinenpark, der in Europa einzigartig ist. „Wir haben bereits bis zu 50 Kilogramm FDCA hergestellt, und wir wissen, wie sich der Prozess in den industrierelevanten Maßstab skalieren lässt“, betont Bioconsept-Koordinator Vendoes. Bei den Produktionskosten liege man bei 1 bis 2 Euro pro Kilogramm, und damit im gleichen Rahmen wie der derzeit in der Industrie übliche Produktionsprozess.

Weichmacher aus Pflanzenölabfall

Mit der Herstellung der zweiten biobasierten Chemikalie, Epoxid, hat sich ein Team um die Biotechnologin Sabine Zibek vom Fraunhofer IGB in Stuttgart beschäftigt. „Unser Rohstoff ist ein Pflanzenöl, das bei der Biodieselproduktion als Abfall anfällt“, sagt Zibek. Mithilfe von zugegeben Enzymen als Helfer werden Epoxide hergestellt. Epoxide sind in der Kunststoffindustrie als Weichmacher gefragt, mit diesen Zusatzstoffen lassen sich die Eigenschaften von Polymeren gezielt beeinflussen. „Entscheidend zur Kostensenkung trägt unser Enzym-Recycling bei, wir können die Biokatalysatoren bis zu fünfmal wiederverwenden“, so Zibeck. Auch von den Epoxiden wurden bereits bis zu 100 Kilogramm hergestellt. Robuste Enzyme und Mikroorganismen, kontinuierliche Prozesse, neue Reaktoren und selektive Aufarbeitungstechnologien leisteten einen entscheidenden Beitrag zur Kostenreduktion in der Produktion. Sie waren nach Ansicht der Forscher der Schlüssel für die erfolgreich Demonstration der Herstellungsprozesse für FDCA und Epoxide.

Die Biodiversität landwirtschaftlicher Nutzflächen ist seit Jahren rückläufig. Wie hoch der Verlust der Artenvielfalt von Pflanzen und Tieren und Mikroorganismen tatsächlich ist, lässt sich auf Grund der Komplexität bisher nicht exakt bestimmen. Im EU-Forschungsprojekts “Indikatoren für Biodiversität in biologischen und extensiven Landwirtschaftssystemen" (BIOBIO) haben Wissenschaftler ein Instrumentarium geschaffen, mit dessen Hilfe leicht und kostengünstig die Artenvielfalt auf den Äckern Europas gemessen werden kann. Bei dem Agro-Monitoring handelt es sich um ein Set aus 23 Indikatoren, dass sowohl die Vielzahl der Lebensräume, die darin beheimateten Pflanzen- und Tierarten sowie deren genetische Vielfalt aber auch Bewirtschaftungsarten abgleicht. An der Studie, die im Fachjournal Journal of Applied Ecology (2015, Online-Vorabveröffentlichung) erschienen ist, waren auch Forscher der Universität München beteiligt.

Felder, Wiesen und Weiden sind der Lebensraum für Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen. Doch durch die Intensivierung der Landwirtschaft und eine zunehmende Industrialisierung der Tierhaltung gehen Lebensraum und Nahrungsgrundlage vieler Arten verloren. Damit steht auch die Funktionalität unseres Ökosystems auf der Kippe. Doch wie kann man die Artenvielfalt ermitteln und damit das Ausmaß des Verlustes an Biodiversität feststellen? Im Rahmen eines Forschungsprojektes haben Wissenschaftler europaweit nach einer Antwort gesucht. Ziel des EU-Projektes “Indikatoren für Biodiversität in biologischen und extensiven Landwirtschaftssystemen" (BIOBIO) war es einen Satz von Indikatoren zur Biodiversität zu finden, die wissenschaftlich fundiert und auf europäischer Ebene für alle Interessensgruppen gleichermaßen bedeutsam und nützlich sind.

Bei der Entwicklung eines geeigneten Messinstrument waren zwölf europäische Länder, darunter Österreich, Frankreich, Bulgarien und Norwegen beteiligt. In die deutsche Fallstudie war das Team um Sebastian Wolfrum vom Lehrstuhl für Ökologischen Landbau und Pflanzenbausysteme der Technischen Universität München involviert. „Wir haben uns an diesem Projekt beteiligt, um die Arten- und Lebensraumvielfalt der bayerischen Agrarlandschaft langfristig zu verbessern. Unsere Erkenntnisse sollen dabei helfen, die Wirksamkeit betrieblicher Agrarumweltmaßnahmen zu beurteilen, sie falls nötig anzupassen und somit den Einsatz staatlicher Fördermittel zu optimieren“, erklärt Wolfram.

Monitoring bündelt 23 Indikatoren

Ausgangspunkt für die Entwicklung des sogenannten „Agro-Monitorings“ waren Gespräche mit erfahrenen Praktikern aus Agrarverbänden, Naturschutz und Verwaltung. Von den Experten erfuhren die Wissenschaftler, von welchen Indikatoren der Artenvielfalt sie den höchsten Mehrwert erwarten. Aus den Antworten ergab sich ein Paket aus Messgrößen, dass sowohl Angaben über Lebensräume und Pflanzenarten aber auch Bewirtschaftungsarten und Informationen zu Wildbienen, Regenwürmer und Spinnen beinhaltete.

Von den insgesamt 23 Indikatoren waren 16 für alle Betriebsarten wie Acker- und Gemüsebau, spezialisierte Weideviehbetriebe, gemischte Landwirtschaft und Dauerkulturbetriebe relevant, während die Übrigen nur auf bestimmte Betriebsarten anwendbar waren.Im Rahmen sogenannter Fallstudien wurde das Indikatoren-Set schließlich in den zwölf europäischen Ländern großflächig getestet. Entsprechende Untersuchungen wurden aber auch in Uganda, Tunesien und Ukraine durchgeführt, um die Anwendbarkeit außerhalb der EU zu prüfen.

Einfach und günstig Biodiversität messen

Das Ergebnis: Die wenigen Messgrößen ergänzen sich so gut, dass sie größere Veränderungen in der Agro-Biodiversität sichtbar machen können. Ob das Indikatoren-Set in der Praxis tatsächlich seine Anwendung finden wird, liegt Sebastian Wolfrum zufolge nicht allein an den Forschern. „Unsere Ergebnisse sind vielversprechend, aber es liegt nun an der Politik, etwas daraus zu machen“. Die Kosten dafür sind zumindest geringer als gedacht. Die Wissenschaftler sind überzeugt, dass ein EU-weites Agro-Monitoring der Artenvielfalt mit maximal 0,75 Prozent nur einen bescheidenen Anteil vom europäischen Budget für Agrarpolitik (GAP) beanspruchen würde und die einzelnen Ergebnisse der Mitgliedsländer zu einem europäischen Gesamtbild zusammenfügen könnte.

Zu den Schlüsselsubstanzen der chemischen Industrie zählen die 1-Alkene. Diese ungesättigten Kohlenwasserstoffverbindungen kommen im Erdöl vor und sind Grundbestandteile vieler chemischer Produkte. Diesen wichtigen Ausgangsstoff biokatalytisch herzustellen, schien bis heute unmöglich. Das  Spezialchemieunternehmen Evonik scheint dafür nun einen Lösungsansatz gefunden zu haben. Gemeinsam mit Forschern der Universität Graz fanden sie einen Weg,  1-Alkene wie Propen und 1-Buten mithilfe von Enzymen herzustellen. Dabei setzten die Forscher auf kurzkettige Alkansäuren – also gesättigte Fettsäuren – die von Bakterien produziert werden, die beispielsweise in der Buttersäure vorkommen. Über das neue Enzymsystem berichteten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Angewandte Chemie (2015, Online-Vorabveröffentlichung).

Zwei Jahre ist es her, als das Essener Spezialchemieunternehmen Evonik die Wende zur Nachhaltigkeit einläutete. Für die Umstellung auf nachwachsende Rohstoffe bei der biotechnologischen Produktion wurden Millionen eingeplant und die Forschungsstrategie neu aufgestellt. Gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Universitäten suchen Evonik-Forscher  seither intensiv nach einer nachhaltigen Alternative zu den bisher noch erdölbasierten Ausgangsstoffen.  Dazu zählen unter anderem  1-Alkene, also  Kohlenwasserstoffverbindungen wie Propen und 1-Buten. Propen wird beispielsweise bei Evonik für die Herstellung von Superabsorbern genutzt, ein Kunststoff der wegen seiner Fähigkeit Flüssigkeit aufzusauen, in Windeln jeder Art und Verbandmaterial eingesetzt wird. Auch 1-Buten kommt in vielen Polyethylentypen vor und kann als Rohstoff für die Herstellung von Weichmachern genutzt werden.

Erfolgreiche Biokatalyse

Diesen wichtigen chemischen Ausgangsstoff im Biokatalysator nachzustellen, war bislang kaum möglich. Nachwachsende Rohstoffe mittels biotechnologischer Verfahren für die chemische Industrie nutzbar zu machen, ist daher das Ziel der stategischen Innovationseinheit von Evonik – Creavis. Gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Graz hat das Evonik Industries-Team um Thomas Haas nun ein enzymatisches Verfahren zur Herstellung von Propen und 1-Buten entwickelt. „Das Team hat ein Jahr lang nach einem Enzymsystem gesucht, das die Umwandlung der gesättigten Fettsäuren in 1-Alkene bestmöglich katalysiert – mit Erfolg“, so Thomas Haas.

Bakterien produzieren gesättigte Fettsäuren

Wie das Team um den Grazer Wissenschaftler Kurt Faber in Fachjournal Angewandte Chemie berichtet, dienten ihnen dafür als Ausgangsstoff für die 1-Alkene in der Natur vorkommende kurzkettige Alkansäuren – also gesättigte Fettsäuren, die von Bakterien produziert werden. Konkret handelt es sich dabei unter anderen um Buttersäure. Das neue Enzymsystem namens P450-Monooxygenase OleT katalysiert danach die chemische Reaktion – die oxidative Decarboxylierung von Alkansäuren zu 1-Alkenen – sehr effizient und substratspezifisch. Eine Kaskade aus zwei weiteren Enzymsystemen sorgt dafür, dass die notwendigen Elektronen für die Oxidation vom Sauerstoff der Luft aufgenommen werden. „Nur wenn biotechnologische Prozesse in die chemische Verbundproduktion integriert werden können, lassen sich fossile und biogene Rohstoffströme gleichsam nutzen“, erklärt Haas. Evonik ist daher auch an dem vom BMBF geförderten Projektes „BISON“ beteilt, indem gemeinsam mit Universitäten in Deutschland und Österreich ein Verfahren entwickelt wird, um