Die Saat für einen Biomaterialmarkt säen
Die EU hat die Entwicklung fortschrittlicher Biokraftstoffe und biobasierter Produkte in den Mittelpunkt der Bioökonomie- und Energiestrategien gestellt. Um pflanzenbasierte Produkte jedoch wirklich wettbewerbsfähig gegenüber traditionellen Quellen zu machen, ist Forschung bezüglich der biologischen und chemischen Prozesse von Pflanzen, die Verbesserung von Methoden zur Extraktion und Raffinerie nützlicher Öle sowie die Entwicklung eines biobasierten Sektors erforderlich, der für Privatinvestitionen von Interesse ist. Das EU-finanzierte Projekt MULTIBIOPRO hat alle diese Herausforderungen über die Entwicklung und Implementierung von Mehrzweckpflanzen adressiert, die eine verbesserte Biomasse-Extrahierbarkeit sowie neue Quellen für Non-Food-Öle, Biomaterialien und weitere wertvolle Bioprodukte mit sich bringen, die der Gesellschaft als Ganzem zugutekommen können. Pappeln und Tabakpflanzen Ein wesentliches Hindernis für die Entwicklung eines robusten Biokraftstoffmarktes ist, dass diese Kraftstoffe zuweilen mehr Schaden anrichten, als Gutes bewirken. Dies ist darauf zurückzuführen, dass Biokraftstoffe der ersten Generation vorwiegend aus landwirtschaftlichen Anbauerzeugnissen wie Raps- und Palmöl hergestellt werden. Diese Pflanzen haben einen indirekten Einfluss auf die Landnutzung, da sie dafür sorgen, dass wichtiges Anbauland anstatt für die Nahrungsmittelerzeugung für die Kultivierung dieser Biokraftstoffpflanzen genutzt wird. Aus diesem Grund rufen politische Entscheidungsträger zu einem Umstieg auf Holzpflanzen auf, die auf Grenzertragsflächen angebaut werden können, welche für die Kultivierung anderer Anbaupflanzen ungeeignet sind – und an dieser Stelle setzt das MULTIBIOPRO-Projekt an. Das Projekt ist auf zwei Pflanzenarten fokussiert, die Potenzial als Rohstoff für Bioprodukte der zweiten Generation zeigen: Tabakpflanzen und Pappeln. „Wir ermittelten, dass die Pappel und die Tabakpflanze als effektiver Rohstoff für die Raffinerie dienen können, da sie eine Leistung bieten, die mit der von Mais vergleichbar ist, welcher derzeit eine bevorzugte Rohstoffquelle darstellt“, sagt Projektkoordinator Dr. Alisdair Fernie vom Max-Planck-Institut für molekulare Pflanzenphysiologie (MPI-MP). „Die Tabakpflanze zeigte ebenfalls gutes Potenzial als Rohstoff für die Biokunststoffproduktion, die letztlich auf fossilen Brennstoffen basierende Kunststoffe ersetzen könnte.“ Zur Umwandlung dieser Pflanzen in Kraftstoff mussten die Forscher zunächst die strukturellen Komponenten der Biomasse in Erfahrung bringen und verstehen, inwiefern diese Erkenntnisse für die Entwicklung von Materialien von Nutzen sein können. In einem nächsten Schritt nutzten die Forscher dieses Wissen, um Materialien herzustellen, die noch bessere Eigenschaften aufweisen, als die natürlichen Materialien, die von den Pflanzen selbst gebildet werden. Mit diesen Informationen und in Kooperation mit den industriellen Partnern des Projekts konnten die Forscher mit der Identifizierung möglicher neuer Märkte beginnen, welche realen Verbraucheranforderungen gerecht werden können. „Unsere Forscher bewerteten nicht nur den Ertragswert dieser Pflanzen, wir evaluierten ebenfalls die strukturellen Unterschiede bezüglich ihrer Zellwandeigenschaften, um potenzielle kommerzielle Anwendungsmöglichkeiten zu bestätigen“, erklärt Dr. Fernie. Vom-Labor-auf-den-Markt-Pipeline Ein Beispiel für die im Rahmen des MULTIBIOPRO-Projekts entwickelte Vom-Labor-auf-den-Markt-Pipeline ist Biodiesel gewidmet. Bislang haben Unternehmen Speiseöl als Rohstoff für die Biodieselerzeugung genutzt. Das Problem bei diesem Geschäftsmodell ist jedoch, dass ein begrenzter Vorrat Speisealtöls zur Verfügung steht. Zur Schaffung eines profitablen Biodieselmarktes war eine nachhaltige, langfristige Quelle als Biodieselrohstoff erforderlich. Die Laborforschung von MULTIBIOPRO wurde direkt auf die Entwicklung eines Marktes für Bioprodukte angewandt. Die Forscher entdeckten, dass die Tabakpflanze ein potenzieller Ersatz für Speiseöl ist. Die Pflanze, die auf Grenzertragsflächen angebaut werden kann, die unter normalen Umständen für landwirtschaftliche Zwecke ungeeignet wären, hat das Potenzial für eine großflächige Produktion ohne direkt in Konkurrenz mit Nahrungsmittelpflanzen zu treten. Derzeit versuchen Wissenschaftler herauszufinden, welche Dieselqualität mit diesen Pflanzen erzielt werden kann und ob diese die internationalen Vorgaben einhalten kann. Über die Fokussierung auf Forschung und marktbasierte Lösungen ist MULTIBIOPRO darauf ausgelegt, einen langfristigen Beitrag für eine nachhaltige Energiezukunft zu leisten. Auch nach dem Abschluss des Projekts soll die Arbeit fortgeführt werden. „Wir befinden uns derzeit in Gesprächen mit Unternehmen außerhalb des Konsortiums, um das Maß an Interesse einzustufen“, sagt Dr. Fernie. „Mehrere Unternehmen und Partner haben bereits angedeutet, dass sie, wenn auch in einem kleineren Maßstab, wahrscheinlich mit Projekten fortfahren werden, die auf den vielversprechenden Ergebnissen basieren, welche über MULTIBIOPRO erzielt worden sind.“
Schlüsselbegriffe
MULTIBIOPRO, Biodiesel, Tabakpflanze, Pflanze, Pappel, Biokraftstoffe, Rohstoff, Mehrzweckpflanze, Energiesicherheit, erneuerbare Energien, Biokunststoff, Bioökonomie, Bioraffinerie.
