Über den Weinanbau hinaus: Weinemissionen in biobasierte Wertstoffe umwandeln
Die europäische Weinindustrie steht unter dem Druck, Emissionen zu senken, weniger Zusatzstoffe einzusetzen und nachhaltiger zu wirtschaften, während es gleichzeitig die wirtschaftliche Wettbewerbsfähigkeit zu behaupten gilt. Das EU-finanzierte Projekt REDWine(öffnet in neuem Fenster) hat sich diesen Herausforderungen angenommen, indem zwei wichtige Abfallströme von Weinkellereien – CO2-Emissionen und Abwässer – in biobasierte Erzeugnisse umgewandelt werden. „REDWine hat bewiesen, dass diesen einen interessanten Wert aufweisen können“, sagt Projektkoordinator Miguel Cachão. Es stellt sich heraus, dass dieser Wert in Form von Mikroalgenbiomasse, abgeschiedenem CO2 und einem neuen kreislauforientierten Geschäftsmodell für die Weinherstellung in ganz Europa zutage tritt.
Von Abfallströmen zu neuen Märkten
Die wichtigste Innovation des Projekts ist ein integriertes System, welches das bei der Gärung freigesetzte CO2 abscheidet, reinigt, verflüssigt und zur Wiederverwendung speichert. REDWine hat das System erfolgreich unter realen Betriebsbedingungen an seinem Demonstrationsstandort in Palmela, Portugal, erprobt, an dem zwei Tonnen CO2 pro Jahr zurückgewonnen werden können. Das zurückgewonnene CO2 wurde als Wachstumsfaktor für die Aufzucht von Mikroalgen wiederverwendet. Das Abwasser der Weinkellerei diente als flüssiges Medium und ermöglichte die Züchtung von Chlorella vulgaris(öffnet in neuem Fenster), einer vielseitigen Mikroalgenart, in einer Reihe von Photobioreaktorsystemen, die im Rahmen des Projekts entwickelt wurden, darunter Flachpanel-, röhrenförmige- und KI-gesteuerte Designs. REDWine geht davon aus, dass das System den CO2-Fußabdruck in der gesamten Weinwertschöpfungskette um mehr als 30 % verringern kann. Die mit diesem Verfahren erzeugte Mikroalgenbiomasse wird zu Proteinen, Lipiden, Pigmenten und bioaktiven Verbindungen verarbeitet, welche in der Landwirtschaft, in der Kosmetik, in der Lebensmittelindustrie und in der Weinherstellung selbst Anwendung finden und Sulfite durch algenbasierte Inhaltsstoffe als Konservierungsmittel ersetzen können.
Skalierbare Geschäftsmodelle für europäische Weinbauregionen
Im Rahmen des Projekts wurden drei sich ergänzende Geschäftsmodelle entwickelt und erprobt. Bei dem in die Weinkellerei integrierten Modell installiert ein einziger Herstellungsbetrieb das gesamte System vor Ort. Bei dem zentralisierten Bioraffineriemodell sind die einzelnen Weinkellereien für die Biomasseerzeugung zuständig, während die Verarbeitung und Extraktion wertvoller Verbindungen in einer gemeinsamen regionalen Anlage erfolgt, so dass die Weinkellereien weniger Investitionsaufwand und betriebliche Komplexität haben. Das dritte Modell besteht aus einem genossenschaftlichen Ansatz, bei dem eine zentrale, gemeinsam genutzte Anlage, ein sogenannter Bio-Hub, sowohl die Algenzucht als auch die Biomasseverarbeitung durchführt. Diese Anordnung ermöglicht eine größere Skalierbarkeit und Effizienz und bezieht zudem kleinere Weinkellereien in das System ein, ohne dass größere Investitionen in die Infrastruktur erforderlich sind. „Das REDWine-Projekt sieht eine stufenweise Kommerzialisierung vor“, sagt Cachão. „Die Empfehlung lautet, zunächst mit Lösungen zur Kohlenstoffabscheidung in den Weinkellereien zu beginnen, und eine stufenweise Ausweitung auf regionale Zusammenarbeit und zentrale Verarbeitungs-Hubs zu verfolgen.“ Durch die Einführung des Systems können Weinkellereien neue Einnahmen aus dem Verkauf von Mikroalgenbiomasse, veredelten bioaktiven Inhaltsstoffen, abgeschiedenem CO2 und hochwertigen nachhaltigen Weinen erzielen. Das Projekt schätzt das adressierbare Gesamtmarktvolumen für aus Mikroalgen gewonnene Inhaltsstoffe auf 3,55 Milliarden Euro. Abgesehen von den Einnahmen erfordert das genossenschaftliche Bio-Hub-Modell spezialisierte Fähigkeiten in den Bereichen Algenproduktion, Bioraffineriebetrieb und Logistik, so dass sich neue Beschäftigungsmöglichkeiten in ländlichen Weinbauregionen auftun. Das Modell hat ein großes Nachbildungspotenzial, „insbesondere in Südeuropa – Spanien, Frankreich, Italien und Portugal – wo die meisten Weinberge, verfügbares Sonnenlicht und Nachhaltigkeitsinitiativen kulminieren“, so Cachão. Diese Regionen verfügen außerdem über genossenschaftliche Geschäftsstrukturen, die als Rahmen für gemeinsame Bio-Hubs und Bioraffinerien dienen können. Sein Fazit lautet: „In dem Maße, wie sich die CO2-Preise, die Nachhaltigkeitszertifizierung und die Nachfrage der Verbraucherschaft nach Ökoweinen verschärfen, kann REDWine auf alle europäischen Weinbauregionen ausgeweitet werden und von lokalen Pilotprojekten zu einem europaweiten Modell werden, das die Umweltleistung, die wirtschaftliche Widerstandsfähigkeit und sektorübergreifende Innovationen in der biobasierten Wirtschaft verbessert.“
