Ein integrierter Ansatz zur Biomasseverwertung
Die Bioökonomie bildet auf dem europäischen Markt einen wichtigen Faktor. Biobasierte Produkte und Biokraftstoffe generieren laut einer von der Europäischen Kommission vorgenommenen Bewertung jährlich 57 Mrd. EUR an Einnahmen und bilden die Basis für 300 000 Arbeitsplätze. Da Europa eine immer ressourceneffizientere, CO2-arme Wirtschaft anstrebt, ist die maximale Ausnutzung des Potenzials des Biorohstoffe von entscheidender Bedeutung. Darauf hinzuarbeiten, ist das Ziel des mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen finanzierten Projekts IProPBio. Mittel dazu sind der Austausch von Wissen, Erfahrungen und Ideen, die sich auf verschiedene Aspekte der biobasierten Wirtschaft auswirken.
Ein integrierter Ansatz zur Biomasseoptimierung
Um die Zielvorgabe zu erreichen, die Leistung der Bioindustrie zu steigern, hat das IProPBio-Team seine Forschung in verschiedene Bereiche unterteilt. Projektkoordinator Massimiliano Errico berichtet dazu: „Im Rahmen des Projekts werden die Grenzen des Wissens in mehreren wichtigen Aspekten neu gesteckt. Das betrifft die Charakterisierung neuer vielversprechender Biomassen, die Erforschung und Bewertung des Potenzials dieser Biomassen als Quelle wertvoller Verbindungen und bioaktiver Stoffe sowie die Festlegung der optimalen Verfahrensrouten für deren Umwandlung.“ Um die Leistung von Bioraffinerien zu unterstützen, wurde projektintern ein thermodynamischer Rahmen zur Lenkung der Entwicklung von Bioraffineriesystemen konzipiert. Der Rahmen umfasst Modelle für Mischungseigenschaften, Verfahren und Algorithmen für die Durchführung von Stabilitätsanalysen sowie eine Bibliothek mit thermophysikalischen Eigenschaften reiner Substanzen. Mit technologischen Flussdiagrammen, Untersuchungen zur Massen- und Energieintegration und Lebenszyklusanalysen neuartiger Produkte wird dazu beigetragen, die Effizienz von Bioraffinerien zu optimieren. Um den Austausch von Fachwissen zu koordinieren, der zur Erreichung der ehrgeizigen Ziele erforderlich ist, hat das IProPBio-Team einen genauen Zeitplan für die Entsendung von Personal zwischen den Partnern des Gemeinschaftsunternehmens aufgestellt. Die weltweite Pandemie stellte eine Herausforderung für den Gedankenaustausch dar, aber die IProPBio-Partner ließen sich nicht entmutigen. Errico dazu: „Alle Mitglieder des Gemeinschaftsunternehmens haben ausnahmslos zusammengearbeitet, um effektive Wege zu finden, um die Aktivitäten zu verschieben, und sie haben nie ihr Engagement für das Projekt aufgegeben, auch wenn wir mit völlig neuen Situationen fertigwerden mussten.“
Alternative Biorohstoffe
Herzstück des Projekts ist Biomasseverwertung mithilfe der Charakterisierung von Bioabfällen und der Anwendung grüner Extraktionstechnologien. Zu den untersuchten Rohstoffen gehören Obsttrester, ein bei der Erzeugung von Saft oder Wein anfallender breiiger Rückstand, und Biertreber aus Brauereien, aus dem bis zu 85 % des Bioabfalls der Brauindustrie bestehen. Im Zuge des Projekts wurden außerdem Olivenblätter, Orangenschalen, Avocadokerne, Kaffeesatz und invasive Arten wie die Klette untersucht, um nur einige der Rohstoffe zu nennen, die in Betracht gezogen wurden. Bei der Auswahl der alternativen Rohstoffe spielten mehrere Faktoren eine Rolle. Die Verfügbarkeit und die Häufigkeit des Vorkommens der Materialien in den Ländern der Partner des Gemeinschaftsunternehmens gingen in die Überlegungen ein, ebenso wie das Fachwissen der Partner im Umgang mit der ermittelten Biomasse. Weitere Kriterien für die Auswahl waren die Neuartigkeit, das Anwendungspotenzial und die Menge der Produkte mit hoher Wertschöpfung. Das Team von IProPBio hat wichtige Beiträge zu einer nachhaltigen Bioökonomie in Europa geleistet. Während der Projektlaufzeit wurden mehr als einhundert wissenschaftliche Arbeiten veröffentlicht. Die Projektpartner sind entschlossen, auf den Errungenschaften von IProPBio aufzubauen, und planen, sich in Zukunft mit neuen Kompetenzen im Zusammenhang mit Bioraffinerien wie etwa Prozesssteuerung und Katalyse zu befassen. Da sich Europa auf dem Weg zu einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft befindet, sind Anwendungen von Biomasse über die Energieerzeugung hinaus von zentraler Bedeutung. Bioabfälle bilden das Rohmaterial für Produkte mit hoher Wertschöpfung, und durch die Integration der Untersuchung von Charakterisierungs-, Bewertungs- und Verarbeitungsschritten wurde im Rahmen von IProPBio unsere Fähigkeit verbessert, diese nachhaltigen Ressourcen vollständig zu nutzen.
Schlüsselbegriffe
IProPBio, Biomasse, Bioraffinerien, Bioabfall, Biomasseverwertung, Biomasse-Rohstoffe, biobasierte Wirtschaft, thermodynamischer Rahmen
