{"id":121211,"date":"2023-01-23T07:20:00","date_gmt":"2023-01-23T06:20:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=121211"},"modified":"2023-01-17T11:47:21","modified_gmt":"2023-01-17T10:47:21","slug":"biotechnologisches-co2-recycling","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/biotechnologisches-co2-recycling\/","title":{"rendered":"Biotechnologisches CO2-Recycling"},"content":{"rendered":"\n\n\n

Mit CO2<\/sub>\u00a0als Rohstoff Produkte erzeugen \u2013 einige Mikroorganismen k\u00f6nnen das. Dieses Dossier beleuchtet biotechnologische Ans\u00e4tze f\u00fcr die CO2<\/sub>-Verwertung und stellt relevante Wirtschaftsakteure, Forschungsprojekte und F\u00f6rderinitiativen auf dem Weg in eine klimaneutrale Industrieproduktion vor.<\/p>\n\n\n\n

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Quelle: Bildband f\u00fcr bio\u00f6konomie.de<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Fossile Rohstoffe m\u00fcssen dringend durch erneuerbare Alternativen ersetzt werden, um die Klimaschutzziele zu erreichen und die Wirtschaft krisenfest und wettbewerbsf\u00e4hig aufzustellen.
Bis 2050 will Europa gem\u00e4\u00df dem European Green Deal der erste treibhausgasneutrale und nachhaltige Kontinent werden. Deutschland hat sich mit dem Klimaschutzgesetz noch ambitioniertere Ziele gesetzt und will bis 2045 klimaneutral werden.
 
Treibhausgas-Emissionen m\u00fcssen drastisch reduziert werden, um unsere \u00d6kosysteme zu sch\u00fctzen und dem Klimawandel entgegenzutreten. Von besonderer Bedeutung ist es, die Rohstoffversorgung mit Kohlenstoff auf erneuerbare Quellen umzustellen (Defossilisierung<\/strong>) und eine Kreislaufwirtschaft mit ressourceneffizienten Wertsch\u00f6pfungsnetzwerken voranzutreiben.
 
Das gilt auch f\u00fcr die chemische Industrie, deren Produkte auf dem Element Kohlenstoff basieren, das bislang \u00fcberwiegend aus Erd\u00f6l oder Erdgas gewonnen wird. Das Verwenden fossiler Rohstoffe verursacht CO2<\/sub>-Emissionen w\u00e4hrend der Produktion von Chemikalien oder Kunststoffen und der energetischen Verwertung nach dem Gebrauch der Produkte. Weltweit beansprucht die Chemikalienproduktion rund 300 Millionen Tonnen an fossilem Kohlenstoff. Gleichzeitig wurden in Deutschland nach Zahlen des Umweltbundesamtes im Jahr 2021 rund 167 Millionen Tonnen Kohlenstoffdioxid bei Industrieprozessen ausgesto\u00dfen, davon 5,5 Millionen Tonnen von der chemischen Industrie. Bis heute werden anfallende Abfallstr\u00f6me der Industrie, wie zum Beispiel Abgase, gr\u00f6\u00dftenteils nicht wiederverwertet und tragen zu einem linearen Wirtschaftssystem bei.
 
Um Arzneimittel, Kunststoffe oder Baustoffe in Zukunft klimaneutral aus \u201eerneuerbarem Kohlenstoff\u201c herstellen zu k\u00f6nnen, braucht es neue L\u00f6sungen. Im Mittelpunkt einer solchen Strategie stehen geschlossene Kreisl\u00e4ufe \u2013 und die Nutzung des emittierten Kohlenstoffs als Rohstoff f\u00fcr die industrielle Produktion. <\/p>\n\n\n\n

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Die Rolle von CO2 im pflanzlichen und biotechnologischen Kohlenstoffkreislauf\u00a0Quelle: bio\u00f6konomie.de (nach Umwelttechnik BW GmbH)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Das Ziel: Kohlenstoff im Kreislauf f\u00fchren<\/h3>\n\n\n\n

Ein Ziel der Bio\u00f6konomie ist es, in sich geschlossene Kreislaufsysteme aufzubauen, in denen m\u00f6glichst wenige Substanzen aus dem Kreislauf abgegeben werden. Das wird erreicht, indem nachwachsende Rohstoffe effizient genutzt und Abfallstr\u00f6me in den Kreislauf reintegriert werden.<\/p>\n\n\n\n

In der Natur zirkulieren biologische Ressourcen in Stoffkreisl\u00e4ufen<\/strong>. Die Nutzung und Neubildung stehen im Gleichgewicht. Die nat\u00fcrlichen Stoffkreisl\u00e4ufe werden von Lebewesen und insbesondere den Mikroorganismen ma\u00dfgeblich vorangetrieben. Der Stoffwechsel der Lebewesen ist Teil des nat\u00fcrlichen Kohlenstoffkreislaufs. Ein Teil des Kohlenstoffs wird durch die Atmung und Zersetzung von organischem Material freigesetzt und sammelt sich in der Atmosph\u00e4re. Ein anderer Teil kann langfristig in Sediment gebunden werden, so etwa in nassen Moorb\u00f6den. Die Pflanzen binden das CO2<\/sub> wiederum in ihrer Biomasse. Entspricht das emittierte Kohlenstoffvolumen demjenigen, das in neuer Biomasse gebunden wird, ist die Kohlenstoffbilanz ausgeglichen, also klimaneutral.<\/p>\n\n\n\n

Durch die Nutzung von Erd\u00f6l, Erdgas und Kohle wird \u00fcber Millionen Jahre in fossilen Ressourcen gebundener Kohlenstoff schnell und in gro\u00dfen Mengen als CO2<\/sub> freigesetzt. Die \u00fcberm\u00e4\u00dfigen Mengen CO2<\/sub>, die in die Atmosph\u00e4re abgegeben werden, bringen die Kohlenstoffbilanz aus dem Gleichgewicht und f\u00fchren zum Treibhauseffekt.<\/p>\n\n\n\n

CO2<\/sub>-Nutzungs- und Speichertechnologien<\/strong>, sogenannte carbon capture and utilization\/storage<\/em> (CCU\/CCS<\/strong>) Technologien, k\u00f6nnen dem Treibhauseffekt entgegenwirken. CCS-Projekte zielen auf eine langfristige Speicherung des Kohlenstoffs in geologischen Formationen ab. CCU hingegen bietet die Chance, fossilen Kohlenstoff aus industriellen Prozessen wiederzuverwenden und somit den Kohlenstoffkreislauf durch industrielle Verfahren zu schlie\u00dfen (technisch-industrieller Kohlenstoffkreislauf<\/strong>). In (bio)chemischen Umwandlungsprozessen k\u00f6nnen mit CO2<\/sub>beispielsweise synthetische Kraftstoffe oder Grundstoffe f\u00fcr die chemische Industrie sowie f\u00fcr die Baubranche hergestellt werden. Das CO2<\/sub> f\u00fcr eine nachhaltige Nutzung kann im Prinzip aus zwei unterschiedlichen Quellen stammen \u2013 zum einen aus industriellen Prozessen, wenn diese Emissionen nicht vermieden werden k\u00f6nnen (sogenannte prozessbedingte Emissionen) und zum anderen l\u00e4sst sich mit vergleichsweise h\u00f6herem Aufwand auch das CO2<\/sub> aus der Atmosph\u00e4re nutzen.

Auf dem Weg in eine kreislaufbasierte Bio\u00f6konomie k\u00f6nnen biotechnologische CCU-Verfahren Potenziale er\u00f6ffnen, um fossile Rohstoffe in Produktionsprozessen zu ersetzen. Hierbei wird CO2<\/sub> als Rohstoff in den Wertsch\u00f6pfungskreislauf eingebunden. Indem Mikroorganismen das Gas verwerten, kann energieeffizientes Recycling beziehungsweise Upcycling durch Biotechnologie erm\u00f6glicht werden. Biotechnologisches CO2<\/sub>-Recycling zur Produktion von Chemikalien stellt eine M\u00f6glichkeit dar, die negativen Folgen der Ressourcenverknappung in der chemischen Industrie abzuschw\u00e4chen und die Chemikalienherstellung vom Verbrauch fossiler Ressourcen zu entkoppeln.<\/p>\n\n\n\n