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Katrin Eder: „Graue Biotechnologie ist ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige Abfallwirtschaft und Abwasserreinigung und zur Verringerung unserer gesundheitlichen Belastung“

Ergebnisse und Handlungsempfehlungen aus dem Branchendialog „Zirkuläre Bioökonomie“ liegen vor – Verbindung von Biotechnologie und Kreislaufwirtschaft liefert Ansätze für Klimaschutz, Ressourceneffizienz und industrielle Transformation „Die Belastung durch ‚unsichtbare Umweltgifte‘ wie Mikroschadstoffe, PFAS, Antibiotikareste oder Mikroplastik steigt und sie betrifft uns alle. Graue Biotechnologie, auch bekannt als Umweltbiotechnologie, bietet hier viele Vorteile für den Umweltschutz und ermöglicht einen effizienten Schadstoffabbau, zum Beispiel durch den Einsatz von Mikroorganismen und Pflanzen zur Sanierung kontaminierter Böden, Gewässer oder der Luft. Sie ist ein wichtiger Baustein für eine nachhaltige Abfallwirtschaft und Abwasserreinigung und zur Verringerung unserer gesundheitlichen Belastung“, sagte Umweltministerin Katrin Eder anlässlich der Zustellung der Ergebnisse und Handlungsempfehlungen aus dem Branchendialog „Zirkuläre Bioökonomie“, den das Umweltministerium mit rund 70.000 Euro gefördert hat. Der Branchendialog zwischen Vertreterinnen und Vertretern aus Industrie und Wissenschaft unter Moderation der VDI Technologiezentrum GmbH erarbeitete von Mai bis November 2025 ein Ergebnispapier zur zirkulären Bioökonomie, darunter fallen die graue und weiße Biotechnologie. Beide Bereiche zielen auf Umweltfreundlichkeit und Effizienz ab und sind eng miteinander verzahnt: Im Mittelpunkt der weißen Biotechnologie steht die nachhaltigere Produktion von unter anderem Chemikalien (z.B. Waschmittel), Nahrungsergänzungsmitteln, Biokunststoffen oder auch Lebensmittelzusätzen. Dabei kommen Mikroorganismen, Enzyme oder Zellkulturen zum Einsatz, ohne die auch die Umsetzung biotechnologischer Verfahren in der Abfallbehandlung, Bodensanierung oder in der Abwasserreinigung nicht möglich ist. Wenn biologische Systeme für Umweltschutz und Sanierung eingesetzt werden, versteht man darunter graue Biotechnologie. „Die Reduktion von Umweltgiften zum Wohl der Bevölkerung ist für uns von besonderer Bedeutung. Um dieses Ziel zu erreichen, stößt der Branchendialog unter Federführung des Umweltministeriums wichtige nächste Schritte an“, sagte Umweltministerin Katrin Eder. „Der Einsatz von Abfall- und Reststoffen an Stelle fossiler Rohstoffe kombiniert mit konsequentem Recycling hilft außerdem dabei Ressourcen zu sparen und das Klima zu schützen.“ Das Ergebnispapier empfiehlt, Wertschöpfungsnetzwerke zu etablieren, da erfolgreiche Bioökonomie branchenübergreifendes Zusammenarbeiten erfordert. Bei der grauen Biotechnologie kommt es insbesondere darauf an, die Kommunen zu sensibilisieren und zur Innovation anzuregen. „Hier kann das etablierte Umwelttechniknetzwerk Ecoliance Rheinland-Pfalz als erfahrener Partner unterstützend tätig werden“, sagte Michael Hauer, der als Umweltstaatssekretär auch Vorsitzender des Beirats von Ecoliance ist. Am Freitag, den 6. Februar 2026 beginnt das Umweltministerium mit der Umsetzung des Ergebnispapiers im Bereich der grauen Biotechnologie im Rahmen einer Kick-Off-Veranstaltung von Ecoliance in Kooperation mit der Zukunftsregion Westpfalz e.V. an der Hochschule Kaiserslautern unter dem Titel „Zirkuläre Bioökonomie – Innovationsfelder für die Kreislauf- und Wasserwirtschaft“.

Recycling von Kunststoffabfaellen

Chemischer Abbau von Thermoplasten und Duromeren durch Hydrolyse u.a. Verfahren. Aufarbeitung der Abbauprodkute. Recycling durch Einsatz als Rohstoffe bei der Herstellung der Kunststoffe.

DEGLOR (Dekontaminierung und Verglasung von Reststoffen)

Es wird ein thermisches Verfahren zur Aufbereitung von Filter- und Kesselaschen aus Kehrichtverbrennungsanlagen erforscht und entwickelt. Dabei werden diese Reststoffe bei etwa 1350 Grad Celsius geschmolzen. Die organischen Schadstoffe zerfallen, die enthaltenen Schwermetalle werden groesstenteils abgedampft und als sogenanntes Schwermetallkonzentrat aus dem Abgas gewonnen. In speziellen Metallhuetten koennen daraus die Metalle Pb, Zn, Cu, Cd ua zurueckgewonnen werden. Das Delgor-Abgas wird zur Reinigung dem Abgas der Kehrichtverbrennungsanlage beigegeben. Die Hauptmenge verlaesst den Schmelzofen als schwarzes Glas. Fragen der Qualitaet und der Verwertbarkeit dieses Glases werden in einem Teilprojekt untersucht, das zum SPPU Umwelt gehoert. Das Delgor-Verfahren setzt also den Sondermuell Filterasche in verwertbare Produkte um.

Erschließung der Ressourceneffizienzpotenziale im Bereich der Kreislaufwirtschaft Bau, Untersuchung der Ressourceneffizienzpotenziale im Bereich der Abfall- und Kreislaufwirtschaft

Kernanliegen des Vorhabens ist es, einen Überblick darüber zu gewinnen, wie sich Bauabfälle einer stofflichen Verwertung zuleiten lassen und dabei möglichst in gleicher oder anderer Funktionalität wieder in Bauprodukte zurückgeführt werden können, bevor sie in eine anderweitige bzw. thermische Verwertung gelangen. Ziel ist die Herbeiführung einer verbesserten Kreislaufwirtschaft im Bereich der Bauwirtschaft. Ausgangslage: Mit dem Beschluss der Bundesregierung 'Nachhaltiges Deutschland' wurde als einer der Leitindikatoren die Ressourceneffizienz bestimmt. Darin wird gefordert, die Ressourceneffizienz vom Niveau 1990 bis 2020 um 50Prozent zu steigern. Da der Indikator aus dem Quotient von BIP und Materialumsatz in Tonnen gemessen wird, hat das Bauwesen mit den eingesetzten Massenbaustoffen einen hohen Anteil (ca. 50Prozent). Die Anforderungen an Bauwerke sind maßgeblich durch die gesellschaftlichen Vorgaben definiert. Da zudem die Wertschöpfung bezogen auf die Masse der Substanz im Verhältnis zu anderen Wirtschaftszweigen gering ist, sind Ressourceneinsparungen schwieriger zu realisieren als bei anderen Produktbereichen. In Deutschland werden nach Angaben der Bauwirtschaft bereits annähernd 90Prozent des entstehenden Abfalls verwertet und ein hoher Anteil davon recycelt (Nachnutzung). Dennoch fallen am Ende des Lebenszyklus nach wie vor Bauabfälle in der Größenordnung von 32,5 Mio. Tonnen an, die nicht dem Recycling, sondern der 'sonstigen Verwertung' zugeführt werden. Ziel: Das Projekt hat das Ziel, Potenziale zur Steigerung eines hochwertigen Recyclings bei Bauschutt und Baustellenabfällen zu untersuchen. Hierfür werden die derzeitigen Stoffströme der Massenbaustoffe Beton, Ziegel, Kalksandstein, Porenbeton, Gips, Holz, Mineralwolle und Hartschaumdammstoffe, Glas und Kunststoffe analysiert und zwei Szenarien für 2030 aufgestellt. Dabei sollen typische Hemmnisse bei der Steigerung der Kreislaufführung von Baumaterialien aufgezeigt werden. Für die Potenzialabschätzung werden vorab Herkunft, Zusammensetzung und Verwertungswege der genannten Materialfraktionen überschlägig ermittelt. Einen Schwerpunkt der Betrachtung bilden die technischen Möglichkeiten zur Steigerung der Kreislaufführung durch höherwertige Verwertung der Abfallströme des Bauwesens. Innovative Recycling- und Verwertungstechnologien kommen zur Bewertung. Zusätzlich zu den Verfahren zur Gewinnung hochwertiger Rezyklate und deren Optimierungspotenzialen sollen Aufnahmekapazitäten des Bauwesens für mögliche recycelbare Stoffmengen entlang der Bautätigkeit 2010 bis 2030 eingeschätzt werden.

Entwicklung eines Verfahrens zur Wiederaufbereitung von Polyolefinabfaellen

Abfaelle aus polyolefinischen Materialien fallen einerseits in grossen Mengen in Form von Verpackungsmaterial oder Ein-Weg-Gebrauchsgegenstaenden beim Endverbraucher an. Andererseits werden auch bei der Herstellung von Polyolefinen, je nach Herstellungsverfahren und -bedingungen niedermolekulare und wachsartige Nebenprodukte erhalten, die nur zum geringen Teil Verwendung finden. Diese Abfaelle - sowohl die Nebenprodukte aus der Produktion als auch die Abfaelle aus dem Endverbrauch - werden zum groessten Teil verworfen und finden nur zum geringen Teil Anwendung, z.B. bei der Dampferzeugung in Kraftwerken oder Muellverbrennungsanlagen. Mit dem Forschungsprojekt soll daher geprueft werden, wie weit aus diesen Polyolefinabfaellen die Rohstoffe - Aethylen oder Propylen - oder andere Komponenten der chemischen Grundstoffproduktion - z.B. Acetylen - gewonnen werden koennen.Bei den entwickelten Verfahren wurden, im Gegensatz zu den mechanisch-thermischen Aufbereitungsverfahren, die Polyolefine einer partiellen Oxidation unterworfen. Bei dem Forschungsprojekt wurde zunaechst von ataktischem Polypropylen ausgegangen. Dies wurde aufgeschmolzen und in einem Injektionsbrenner zerstaeubt und anschliessend in einer Brennkammer mit Sauerstoff partiell oxidiert. Der Oxidationsvorgang wird dabei durch die Eigenschaften des Brennstoffnebels - Troepfchengroesse, Relativgeschwindigkeit Troepfchen/Gas- und durch die Menge des im Unterschuss eingesetzten Sauerstoffs beeinflusst. Hierdurch laesst sich die Produktverteilung bei der partiellen Oxidation, insbesondere die Konzentration an Olefinen und Acetylen, in relativ weiten Grenzen steuern.

Mikrobielle Aufbereitung zellulosehaltiger Abfallprodukte zu Fuetterungszwecken

Nutzung zellulosehaltiger Abfallprodukte durch Abbau mit Hilfe von Pilzen. Produktion von Pilzbiomasse.

Muellkompostierung in Aegypten

Es wird der Ist-Zustand der Abfallwirtschaft in Aegypten - speziell in Alexandria - ermittelt. Daneben werden einleitende Versuche zur Muellkompostierung durchgefuehrt.

Effizienzsteigerung biologischer Abluftbehandlungsverfahren durch Kombination mit alternativen Verfahren zur Abluftreinigung von biologischen Abfallbehandlungsanlagen sowie mechanisch-biologischen Restabfallbehandlungsanlagen

Abluftemissionen von biologischen Abfallbehandlungsanlagen zum Zweck der Komposterzeugung werden über die TA Luft geregelt. Dabei hat sich die Kombination aus Wäscher und Biofilter zur Abluftbehandlung mit dem Ziel der Staubabscheidung und Geruchsminderung weitgehend bewährt. Hauptsächliches Augenmerk liegt dabei auf der Begrenzung von Geruchsemissionen. Neben Anforderungen an die Begrenzung von geruchsintensiven Stoffen wird die effektive Reduktion aller kritischen organischen Stoffe der Klassen 1 und 2 nach Nr. 3.1.7 TA Luft zur Einhaltung der festgeschriebenen Grenzwerte gefordert. Bei der mechanisch-biologischen Behandlung von Siedlungsabfällen hat sich in Untersuchungen und Praxiserfahrungen der letzten Jahre gezeigt, dass der Biofilter nicht ausreicht, um die Abluft zu reinigen und die Anforderungen der TA Luft an eine effektive Reduktion aller kritischen organischen Stoffe der Klassen 1 und 2 zu erfüllen. Mit in Kraft treten der 30. BImSchV sind für mechanisch-biologische Restabfallbehandlungsanlagen weitergehende bzw. alternative Abluftreinigungsverfahren notwendig, so dass sich ein neuer Stand der Technik auf dem Gebiet der Abluftreinigung abzeichnen wird. Untersucht werden alternative Abluftreinigungsverfahren zur Behandlung der Emissionen von biologischen Abfallbehandlungsverfahren sowie mechanisch-biologische Restabfallbehandlungsverfahren. Das Projekt wird in Kooperation mit einem Industriepartner durchgeführt. Neben der Bilanzierung der quantitativen Emissionen sollen deren potenzielle Umweltauswirkungen auf Basis einer ökobilanziellen Abschätzung ermittelt werden, um die unterschiedlichen Systeme miteinander vergleichen zu können.

Klärung technischer und rechtlicher Fragestellungen bei der Beseitigung radioaktiv kontaminierter Abfälle landwirtschaftlicher Produkte nach Ereignissen mit nicht unerheblich radiologischen Konsequenzen

Schwere Unfälle in Kernkraftwerken können zu einer großflächigen Kontamination der Umgebung mit radioaktiven Stoffen und dazu führen, dass große Mengen an kontaminierten landwirtschaftlichen Produkten für den Markt unbrauchbar werden. Es ist dann die Behandlung und Entsorgung großer Mengen kontaminierter landwirtschaftlicher Produkte erforderlich. Mögliche Entsorgungswege sind: - Verbrennung von pflanzlichen und tierischen Produkten, - Deponierung, - Ausbringung von kontaminierten organischen Materialien, - Beseitigung in Tierkörperbeseitigungsanstalten, - Verklappen von kontaminierten Flüssigkeiten, - Kompostierung, - Unterpflügen, - Vergraben von Tierkörpern und - Biologische Behandlung. Die technischen und rechtlichen Fragen für eine Beseitigung der möglichen Mengen bei Eintreten eines solchen Falles sind derzeit nicht vollständig geklärt. Im Rahmen des Vorhabens sollen technische Fragen geklärt und darauf aufbauend ein erster Entwurf für eine Notverordnung formuliert werden. Eine solche Notverordnung würde dann im Ereignisfall in Kraft gesetzt, um eine rechtliche Grundlage für die notwendigen Entsorgungsmaßnahmen zu haben. In die Bearbeitung ist vor allem der Bereich UR&G mit einbezogen, außerdem für Fragestellungen aus der Landwirtschaft die HGN Hydrogeologie GmbH als Unterauftragnehmer.

Substitution von Regelbrennstoffen durch Ersatzbrennstoffe - Aufbereitung von Abfallfraktionen

Das Ziel des Projektes besteht darin, das Potential einer auf den Anwendungsfall abgestimmten Herstellung von Ersatzbrennstoffen (EBS) aus Abfällen zu ermitteln. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Clausthal und mit der Bauhaus-Universität Weimar bearbeitet. Die Nutzung von Ersatzbrennstoffen (EBS) aus Abfallfraktionen gewinnt u.a. vor dem Hintergrund der Öffnung des Abfallmarktes und der Einsparung von Primärenergieträgern zunehmend an Interesse. Aus wenigen bekannten Beispielen ist jedoch ersichtlich, dass ein wirtschaftlicher Erfolg der Ersatzbrennstoffherstellung in Kombination mit Abfallbehandlungsverfahren nicht zwangsläufig mit einem ökologischen Vorteil verbunden ist und unter Umständen auch negative Auswirkungen im Vergleich zur klassischen Restabfallverbrennung zur Folge haben kann. Im Rahmen dieser Studie wurde das Hauptaugenmerk auf die Optimierung der Herstellung von Sekundärbrennstoffen aus energetischer Sicht gerichtet; Fragen bezüglich angereicherter Schadstoffgehalte in Ersatzbrennstoffen und Fragen bezüglich der Herstellungskosten von Ersatzbrennstoffen wurden nur ansatzweise berücksichtigt. Die Ergebnisse dieser Studie lassen den Schluss zu, dass die mechanisch-biologische Herstellung von Ersatzbrennstoffen unter Beachtung der oben getroffenen Annahmen aus energetischen Gründen in jedem Fall einer Behandlung von originären Abfällen in einer Müllverbrennungsanlage vorzuziehen ist. Diese Feststellung lässt sich zwar in Anbetracht einer alleinigen energetischen Bilanzierung bejahen, ist aber unter Berücksichtigung einer gesamtheitlichen Betrachtung des MBA-Verwertungsweges zu relativieren. Eine verlässliche Gesamtbewertung ist nur unter Einbeziehung weiterer ökologischer, aber auch ökonomischer Gesichtspunkte zu treffen. Besondere Aufmerksamkeit ist dabei den Schadstoffgehalten der EBS zu widmen, da diese emissionsseitig durch die gesetzlichen Einschränkungen den Einsatz in den Mitverbrennungsanlagen limitieren.

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