Eine neue Kooperation zwischen dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP und der BMFTR-Nachwuchsgruppe TAILOR der Universität Potsdam hat im März 2026 begonnen, um die Entwicklung von ressourceneffizienten Industrieprozessen voranzutreiben. Das Ziel dieser Initiative liegt in der Schaffung von Grundbausteinen für eine Industrie, die weniger abhängig von fossilen Rohstoffen ist.

Die Entwicklungskette, die Unternehmen angeboten wird, reicht von der Stammentwicklung über die Bioprozessoptimierung bis hin zur Skalierung. Angesprochen sind verschiedene Branchen, darunter die Chemie-, Kunststoff-, Textil-, Lebensmittel- und Kosmetikindustrie. Die zentralen Herausforderungen umfassen das Ersetzen fossiler Rohstoffe bei gleichzeitiger Wahrung der Wettbewerbsfähigkeit.

Biotechnologische Prozesse und ihre Vorteile

Biotechnologische Prozesse basieren auf der Nutzung von Mikroorganismen wie Hefen, die in der Lage sind, erneuerbare Kohlenstoffquellen in hochwertige Produkte umzuwandeln. Dabei stehen die Aufwände und Kosten für die Entwicklung maßgeschneiderter Wirtsorganismen und die Überführung in skalierbare Prozesse im Vordergrund. Die Kooperation zwischen den beiden Institutionen zielt darauf ab, diese Hürden zu überwinden, indem sie Stammentwicklung und Bioprozessentwicklung miteinander verknüpft.

Es wird insbesondere auf nicht-konventionelle Hefen fokussiert, die auf nachhaltigen Rohstoffen oder industriellen Nebenprodukten wachsen. Das Fraunhofer IAP bringt seine Expertise in Fermentation, Prozessauslegung, Produktaufarbeitung und Skalierung bis 100-Liter-Maßstab ein, um wirtschaftlich tragfähige Bioprozesse für die unterschiedlichen Branchen zu entwickeln.

Mit der Unterstützung der Unternehmen in Bezug auf Fermentation, Prozessoptimierung, Skalierung und die Bereitstellung größerer Produktmengen sollen industrielle Reststoffe aus land- und forstwirtschaftlichen Prozessen als neue Wertschöpfungsperspektiven dienen. Die Anpassung von Hefen an spezifische Reststoffe eröffnet weitere Potenziale und trägt zur Stärkung regionaler Stoffkreisläufe bei.

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Nachhaltige Produktion und Kreislaufwirtschaft

Eine besondere Beachtung finden methylotrophe Mikroorganismen, die maßgeblich dazu beitragen können, die Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen zu reduzieren. Diese Mikroben nutzen Kohlenstoffdioxid (CO2) als Rohstoff und können durch elektrochemische Konversion von CO2 zu mikrobiellen C1-Fermentationssubstraten wie Methanol oder Ameisensäure geführt werden. Auf diese Weise können sie chemische Verbindungen erzeugen, die als Futtermittelzusätze, Feinchemikalien, Polymerbausteine oder Biokraftstoffe eingesetzt werden.

Die Emerging Technologien in der biochemischen Industrie stehen im Einklang mit den Leitlinien des Bundeswirtschaftsministeriums, das vier zentrale Bausteine zur Entwicklung, Hochskalierung und Erprobung biobasierter Produkte fördert. Dazu zählt die Entwicklung biobasierter Produkte und Verfahren, der Bau von Demonstrationsanlagen und die Initiierung von Innovationsclustern, die bestehende Industrieregionen transformieren sollen.

Die Kriterien für geförderte Projekte umfassen die Substitution fossiler Rohstoffe, die Steigerung der Ressourceneffizienz, die Reduktion von Treibhausgasemissionen sowie die Generierung neuer Wertschöpfungsketten, die ökologisch, sozial und ökonomisch nachhaltig sind.

Durch diese Maßnahmen zielt die Kooperation nicht nur auf die schnellere Überführung biotechnologischer Innovationen in die praktische Anwendung ab, sondern auch auf die Förderung nachhaltiger Wertschöpfungsketten, die eine unabhängige und ressourcenschonende Industrie fördern können.