Das Projekt "IBÖ-02: Modulares, photosynthetisch-biotechnologisches Verfahren zur Produktion von Terpenen aus Kohlendioxid und Sonnenlicht" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ, Department Solare Materialien durchgeführt. Das Projekt hat die Entwicklung eines neuartigen biotechnologischen Prozesses zur Produktion von Isoprenoiden wie (S)-Limonen aus Kohlendioxid und Sonnenlicht zum Ziel. Unter den bislang zugänglichen biologischen Brennstoffen ist Limonen die Substanz mit der höchsten Kompatibilität zu gegenwärtig gebräuchlichem Kerosin. Des Weiteren soll der angestrebte Modellprozess als Ausgangsbasis für die Entwicklung einer Plattformtechnologie zur bio-basierten Produktion nachhaltiger Wert- und Treibstoffe dienen. Das angestrebte neuartige Bioprozesskonzept besteht aus einem zweistufigen Reaktionssystem. In der ersten Stufe wird Kohlendioxid durch Algen direkt in Glykolat umgesetzt, unter Umgehung von Algenwachstum (also Biomassebildung). In der zweiten Stufe soll das Glykolat über eine direkt angeschlossene Fermentation ohne weitere Aufreinigung zu Zielprodukten umgesetzt werden. Für diese Glykolatverwertung wird das industriell genutzte Bakterium Escherichia coli eingesetzt. Letzteres und eine erste Kopplung der beiden Schritte steht im Fokus der Sondierungsphase. Es soll also eine Plattformtechnologie für die Entwicklung nachhaltiger Bioprozesse auf der Grundlage von Glykolat etabliert werden, welche eine dramatisch höhere Effizienz besitzt, als dies bei gegenwärtig eingesetzten Biomasse-basierten Technologien der Fall ist. Über ein entsprechendes Agrarkonzept kann dabei eine Konkurrenzsituation mit der Nahrungsmittelproduktion vermieden werden.
Das Projekt "Innovationsraum: IntÖB - Integrierte Öko-Biotechnologie als innovativer Ansatz zur Wertschöpfung in degradierten Lebensräumen am Modell Lausitz - Konzeptphase" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Leipzig, Institut für Biologie I, Abteilung Pflanzenphysiologie durchgeführt. Die Initiatoren schlagen vor, in der Lausitz einen Innovationsraum zu schaffen, in dem die wirtschaftliche Wertschöpfung durch den Braunkohlebergbau schrittweise abgelöst wird durch eine bio-basierte Wirtschaftsstruktur, in der auf nachhaltige Weise Erdölersatzprodukte hergestellt werden und dabei die biotechnologische durch eine ökologische und eine sozial-nachhaltige Wertschöpfung ersetzt wird. Die Innovation soll so erfolgen, dass im Rahmen der bisherigen Nachnutzungskonzepte zwei zusätzliche biotechnologische und ökologische Wertschöpfungsketten aufgebaut und miteinander vernetzt werden. Die biotechnologische Wertschöpfungskette soll auf der Grundlage der 'neuen grünen Chemie' aufgebaut werden. Bei diesem technologischen Verfahren wird mit Hilfe von Mikroalgen ein photosynthetisch aktiver Biofilm konstruiert, der als katalytische Oberfläche dient. Die Zellen assimilieren CO2, bilden daraus keine Biomasse, sondern scheiden den gebildeten organischen Kohlenstoff als Säure (Glykolat) aus und kann direkt in einem zweiten Prozessschritt entweder durch klassische Fermentation oder durch heterogene Katalyse für die Herstellung von Grundbausteinen für die chemische Industrie genutzt werden. Die Herstellung von Glykolat mittels Algenreaktoren führt zu einer relativ großen Flächenabdeckung ähnlich wie bei Photovoltaikanlagen. Das Niederschlagswasser aus diesen abgedeckten Flächen kann durch den Bau von geeigneten Drainagesystemen so zusammengeführt werden, dass es für die Bewässerung anderer Landnutzungsbereiche zur Verfügung steht. Ökosystemleistungen der nachbergbaulichen Flächen können verbessert werden, indem eine höhere Wertschöpfung verbunden mit der gezielten Förderung einer breiten Biodiversität generiert wird.