Forschungsinstitute setzen auf Energie- und Chemieprodukte aus Reststoffen

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Das Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens (PFI) beschäftigt sich mit der Bioenergieerzeugung aus Reststoffen. Besonderes Potenzial sieht das Institut bei Teigresten aus Pizza und anderen Backwaren sowie Stroh. Beim Online-Werkstattgespräch Bioökonomie der Zuse-Gemeinschaft am 6. Oktober präsentierte Stefan Dröge, Abteilungsleiter Biotechnologie beim PFI einige Forschungsergebnisse. Das Dechema-Forschungsinstitut (DFI) zeigte auf, dass Klimagase durch Elektrolyse als Kunststoff gespeichert werden können.

Am Beispiel von Teigresten aus Pizza und anderen Backwaren als Rohstoffquelle stellte Dröge vom PFI vor, wie sich sowohl Biogas als Energielieferant als auch Biobutanol als Treibstoff oder als Chemikalie für die Industrie gekoppelt aus den Reststoffen gewinnen lassen. „Biobutanol ist nicht nur eine interessante Alternative zu Bioethanol als Kraftstoff, sondern bietet auch interessante Einsatzgebiete in der chemischen Industrie“, erklärte Dröge, der ein erhebliches Rohstoffpotenzial bei Reststoffen aus der Backwarenindustrie sieht, die regional für Bioökonomie-Kreisläufe genutzt werden könnten.

Ähnliches gelte unter anderen Vorzeichen für Stroh als Rohstoffquelle für Energieprodukte einerseits und für hochwertige Plattformchemikalien andererseits. „In einem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt der Initiative Bioeconomy International haben wir durch die Fermentation von aufgeschlossenem Stroh die Produktion der wertvollen Plattformchemikalie Bernsteinsäure und die Gewinnung von Biogas erreicht“, so Dröge.

CO2 kann in Biokunststoff gespeichert werden

Dass mithilfe von Bioökonomie-Lösungen CO2 nicht nur eingespart werden kann, sondern auch negative Emissionen des Klimagases erreichbar sind, deutete Markus Stöckl vom Dechema-Forschungsinstitut (DFI) an. In seinem Vortrag „Mit Strom und CO2 zum Biokunststoff“ zeigte er auf, wie die Elektrolyse dazu genutzt werden kann, Erneuerbare Energien „lagerbar“ zu machen. Der Ansatz: Aus Kohlendioxyd so genanntes Formiat zu produzieren, das als Feststoff lagerbare Salz der Ameisensäure, das Mikroorganismen als Energie- und Kohlenstoffquelle dienen kann, die wiederum daraus den Biokunststoff Polyhydroxybutyrat (PHB) herstellen.

Durch die elektrochemische Herstellung des Zwischenprodukts Formiat können unterschiedliche Mikroorganismen eingesetzt werden. „Wir nutzen ein ‚Knallgasbakterium‘ als Mikroorganismus, das auf Wasserstoff, aber auch auf Formiat wachsen kann“, erläutert Stöckl zu dem vom Bundesforschungsministerium geförderten Projekt. Das durch die Mikroorganismen gewonnene PHB zeigt beispielhalft die Kopplung von Elektrolyse und Biosynthese. Es kann in der Kunststoffindustrie verwendet werden. „Unser biotechnologisches Verfahren ist zwar noch nicht marktreif, hat aber gute Fortschritte gemacht. Zudem können wir auf eine langjährige gute Zusammenarbeit mit einem KMU bauen, was beiden Seiten für Praxisnähe und für die Umsetzung von Innovationen hilft“, sagt Stöckl.

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