Kreative Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler gehen an den Start

Das BMBF unterstützt junge Forschende dabei mit eigenen Arbeitsgruppen innovative Ideen anzupacken. Das Ziel ist, die Bioökonomie neu und noch nachhaltiger zu gestalten. Drei weitere Projekte gehen nun in der zweiten Ausschreibungsrunde der Förderinitiative „Kreativer Nachwuchs forscht für die Bioökonomie“ an den Start. Mit ihren vielversprechenden Projektvorschlägen setzten sie sich in einem anspruchsvollen Wettbewerb durch. Für die Realisierung der Projektideen erhalten sie vom Bundesforschungsministerium jeweils bis zu drei Millionen Euro für einen Zeitraum von fünf Jahren.

Grünschnitt als Rohstoff

Wie können wir bisher ungenutzte Restbiomassen umweltbewusst verwerten? Dieser Frage widmet sich das Team um Korbinian Kaetzl von der Universität Kassel. Als Rohstoffquelle werden in dem Projekt „Bio4Act“ Grünschnitt von Gras- und Naturschutzflächen verwendet, auf denen keine Tiere weiden und die anderweitig nicht genutzt werden. Mit einem neuartigen Technologiekonzept will man insbesondere biogene Aktivkohle zur Abwasserreinigung in Kläranlagen erzeugen. Mittels eines innovativen Verfahrens, das auch eine Pyrolyse umfasst, pressen die Forschenden den Grünschnitt und erhitzen ihn anschließend bei hohen Temperaturen. Zudem wird die Gewinnung von grünem Wasserstoff, Biomethan oder Plattform-Chemikalien aus dabei anfallenden Nebenprodukten angestrebt. Das Projekt beinhaltet auch eine Ökobilanzierung um optimale Verwertungspfade von Restbiomassen zu ermitteln. Somit kann man die ökologischen und sozialen Nachhaltigkeitspotenziale des Verfahrens erfassen.

Licht-Schalter kurbeln Verwertung von Reststoffen an

Auch ein weiteres Projekt will Restströme effizient als neue Rohstoffe erschließen. Im Projekt „TAILOR“ „füttert“ die Gruppe von Lena Hochrein an der Universität Potsdam Bäckerhefen und nicht-konventionelle Hefen, etwa die ölhaltigen Hefen Yarrowia lipolytica und Cutaneotrichosporon oleaginosus, mit Restbiomasse aus industriellen Prozessen. Diese „Zell-Fabriken“ werden in der Industrie vielfach verwendet; sie können nachhaltige Kohlenstoffquellen in hochwertige Produkte umzuwandeln. Für die Effizienz und Wirtschaftlichkeit ist es entscheidend, wie leistungsfähig die verwendeten Organismen sind. Mit innovativen Promotoren soll die Regulation von Genen beeinflusst und damit die Stoffwechselleistung gesteigert werden. Dabei entwickeln die Forschenden innovative Werkzeuge, wie beispielsweise synthetische Promotoren und Licht-sensitive Schalter für deren Steuerung. Dadurch entstehen neue Organismen mit höherer Produktivität und die Bandbreite biobasierter Produkte wächst ebenfalls.

Die Nachwuchsgruppe nutzt die entwickelten Werkzeuge, um ölhaltige Hefen für die Produktion von „Drop-in" Biodiesel zu optimieren. Dies ist mit konventionellem Diesel in jedem Verhältnis mischbarer Biodiesel. Zudem gewinnen die Forschenden damit Proteine für die Lebensmittelindustrie.

Leichte Feldroboter für den Bodenschutz

Kleine und wendige Agrarroboter – nur wenig höher als einen Meter – können gegenüber großen und schweren Agrarmaschinen viele Vorteile haben. Schon aufgrund ihres geringeren Gewichtes verdichten sie den Boden weniger. Dabei übernehmen sie immer mehr Aufgaben: sähen, düngen oder Unkraut bekämpfen, mechanisch oder mittels Einzelpflanzenbehandlung. Sie vermögen autonom zu arbeiten und vor allem Tag und Nacht. Zudem können sie leichter von einer Pflanzenart zur anderen wechseln und ermöglichen so kleinere, abwechslungsreiche Anbauflächen. Die großen Felder – heute vielfach aus wirtschaftlich Gründen erwünscht – ließen sich damit reduzieren. Das käme insbesondere der Biodiversität zu gute.

Während sich bereits die Entwicklung in der Industrie abzeichnet, möchte die Nachwuchsgruppe von Kathrin Grahmann am Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung die positiven Effekte der Agrarroboter wissenschaftlich belegen. Im Projekt „SoilRob“ untersucht sie mit ihrem Team die Auswirkungen des Einsatzes des Feldroboters auf die Bodengesundheit und den Bodenzustand in unterschiedlichen Anbausystemen. Bedeutend ist die Frage, ob sich die Erträge im Vergleich zu konventionell bewirtschafteten Feldern stabilisieren oder erhöhen. Die Erkenntnisse tragen so zur Neugestaltung multifunktionaler Anbausysteme bei und identifizieren und quantifizieren die Zielkonflikte des Robotik-Einsatzes.