Zucker statt Erdöl: Mikroorganismen liefern Chemierohstoff

Forscher in Sachsen-Anhalt arbeiten an einer Alternative zum Erdöl. So soll aus Bioabfällen Isobuten gewonnen werden. Dafür werden Mikroorganismen eingesetzt, die das Ausgangsmaterial – beispielsweise Holz – in Zucker umwandeln. In Leuna soll eine darauf spezialisierte Anlage gebaut werden.

In der Pilotanlage am Fraunhofer Zentrum für Chemisch-Biotechnologische Prozesse CBP stellen Forscher Erdölersatzstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen her.Ab Herbst wird in Lena mit dem Bau einer Anlage begonnen, die jährlich 100 Tonnen Isobuten aus Zucker produziert. Ziel ist es, dass als Ausgangsmaterial statt üblichem Zucker von Mikroben umgewandelte Holzabfälle eingesetzt werden können.

Foto: Fraunhofer CBP/Gunter Binsack

Holz- und andere zellstoffhaltige Abfälle wandeln Mikroorganismen künftig in Isobuten um. Daraus werden unter anderem synthetische Harze, Kautschuk, Fasern, Kunststoffe und der Benzinzusatz Isooktan hergestellt. Ausgangsmaterial für Isobuten ist heute noch Erdöl.

Für 5,7 Millionen Euro wird im sachsen-anhaltinischen Leuna eine Anlage errichtet, die in zwei 5000-Liter-Fermentern jährlich 100 Tonnen Isobuten produzieren soll. Im Herbst 2014 beginnt der Bau. Ein Jahr später soll sie fertig sein. Die Kosten trägt das Bundeministerium für Bildung und Forschung.

Gezüchtete Mikroorganismen wandeln Zucker in Isobuten um

Standort der neuen Anlage ist das Gelände des Fraunhofer-Zentrums für Chemisch-Biotechnologische Prozesse (CBP). Das CBP entwickelt Technologien, mit denen sich Erdöl durch nachwachsende Rohstoffe ersetzen lassen. Im Fall Isobuten greifen die Forscher auf Know-how des französischen Unternehmens Global Bioenergies zurück. Es züchtet Mikroorganismen, die Zucker in Isobuten verwandeln. Bisher stammt dieser Zucker noch aus Zuckerrüben, sodass das Verfahren mit der Nahrungsmittelproduktion konkurriert. Doch die französischen Forscher und vor allem die des CBP verfügen bereits über Techniken, Zucker aus Abfällen herzustellen.

Fraunhofer Forscher präsentieren Projekt auf der Hannover Messe

So betreibt das CBP eine Lignozellulose-Bioraffinerie, in der Holz in seine Bestandteile zerlegt wird: in Zellulose, aus der Zucker gewonnen werden kann, Hemizellulosen und Lignin. „Wir haben sowohl das Know-how für biotechnologische als auch das für chemische Verfahren und erfüllen alle Voraussetzungen für eine erfolgreiche Umsetzung“, sagt CBP-Forscher Gerd Unkelbach. Er präsentiert das Projekt vom 7. bis 11. April auf der Hannover Messe.

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Anfangs werden die Mikroorganismen aus Frankreich noch mit „richtigem“ Zucker gefüttert. Wenn die Anlage dann zuverlässig läuft werden sie an die Zuckerarten gewöhnt, die aus Zellstoff gewonnen werden. Er enthält neben Glukose, dem „richtigen“ Zucker, Xylose und Arabinose, die für die Mikroorganismen schwerer zu verdauen sind.

Audi setzt auf Bio-Isooktan

Einen Teil des Isobutans hat sich Audi gesichert. In einer gesonderten Anlage wird es in Isooktan umgewandelt, das sich als Benzinersatz eignet. Schon heute wird es dem Sprit als Antiklopfmittel beigemischt. Das Isooktan-Projekt ist Audis drittes zur Herstellung von Treibstoffen aus Biomasse. Im niedersächsischen Werlte produziert eine Power-to-Gas-Anlage Erdgas aus Kohlendioxid und überschüssigem Windstrom. Und gemeinsam mit Joule in Hobbs im US-Bundesstaat New Mexico will der Autohersteller Ethanol aus Bioabfällen gewinnen.

Ein Beitrag von:

Wolfgang Kempkens

Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.