31 August 2009

Zellulose-Ethanol für Europa

EU-Projekt NEMO will neue Enzyme und Hefen entwickeln

Ein neues EU-finanziertes Projekt will wirtschaftlich und ökologisch effiziente Techniken zur Erzeugung von Biokraftstoffen entwickeln. Die NEMO genannte Initiative (“Novel high-performance enzymes and micro-organisms for conversion of lignocellulosic biomass to bioethanol”) möchte neue Wege zur Umwandlung von land- und forstwirtschaftlichen Abfällen wie Stroh und Holzchips in flüssige Biokraftstoffe schaffen.

Rund 5,9 Mio. EUR aus dem 8,25 Mio. EUR umfassenden Budget von NEMO stammen aus dem Themenbereich “Lebensmittel, Landwirtschaft und Fischerei sowie Biotechnologie” des Siebten Rahmenprogramms (RP7). In dem für vier Jahre angesetzten Projekt kommen 18 Partner einschließlich Universitäten, Forschungsinstituten und Unternehmen zusammen, die Enzyme, Ethanol und andere Chemikalien produzieren. Sie stammen aus 9 europäischen Ländern (Belgien, Finnland, Frankreich, Deutschland, Italien, die Niederlande, Slowenien, Schweden und die Schweiz). NEMO wird von Professor Merja Penttilä vom finnischen technischen Forschungszentrum (VTT Technical Research Centre) koordiniert. Aus Deutschland tragen die Green Sugar GmbH und die Universität Frankfurt zum Projekt bei.

Die heutzutage erhältlichen Biokraftstoffe gehören der sogenannten ersten Generation an. Sie werden auf der Grundlage von Zuckern aus dem landwirtschaftlichen Anbau hergestellt, wie etwa Zuckerrohr und Maisstärke, oder aus Pflanzenölen. Jedoch sind die Herstellungsverfahren für diese Kraftstoffe nicht besonders effizient und bieten im Vergleich zu traditionellen fossilen Kraftstoffen auch nur begrenzte Einsparungen im Hinblick auf die Treibhausgasemissionen. Außerdem bestehen Bedenken, dass im Hinblick auf den Bodenbedarf Energiepflanzen mit den Pflanzen zur Nahrungsmittelerzeugung konkurrieren könnten, was zu Nahrungsmittelknappheit und steigenden Preisen führen würde.

Biokraftstoffe der zweiten Generation bieten viele Vorteile. Zunächst einmal werden sie aus pflanzlichen Abfällen wie etwa Stängeln, Blättern und Hülsen hergestellt, sodass Landwirte sich nicht zwischen dem Anbau von Energie- oder Nahrungsmittelpflanzen entscheiden müssen. Außerdem sind sie effizienter und bieten damit einen größeren Nutzen für die Umwelt.

Das Problem jedoch ist, dass die Energie dieser Pflanzen in der Form von Lignozellulose vorliegt und es extrem schwer ist, die Zucker aus dieser Substanz zu extrahieren.

Die Erzeugung von Biokraftstoffen der zweiten Generation verläuft in vier Phasen: Zunächst muss der Rohstoff vorverarbeitet werden, bevor die Lignozellulose in einfachere Zucker umgewandelt wird. Anschließend wird der Zucker mithilfe von Bakterien fermentiert und schließlich wird Ethanol destilliert.

Die Projektpartner von NEMO konzentrieren sich auf den ersten Teil des Prozesses. Zu den Hauptzielen gehört die Entwicklung von Enzymen, die die Lignozellulose in Zuckerverbindungen umwandeln kann, die dann einfach fermentiert und in Ethanol umgewandelt werden können. Die Forscher werden auch Hefestämme untersuchen, die Zucker schnell und effizient in Ethanol umwandeln können.

Um sicherzustellen, dass die neuen Enzyme und Hefen auch unter industriellen Bedingungen funktionieren, werden sie in einer Pilotanlage getestet.

Die Projektpartner ließen verlauten, dass die von NEMO entwickelten Technologien auch für die Erzeugung anderer Biokraftstoffe und Chemikalien zum Einsatz kommen können.

Ein Bericht der Europäischen Kommission zeigt, dass die EU das 5,75%-Ziel für die Nutzung erneuerbarer Energiequellen durch den Verkehrssektor wie etwa Biokraftstoffe bis 2010 kaum erreichen wird. Angesichts der aktuellen Trends wird dieser Anteil eher bei 4% liegen. Deshalb müssen dringend Fortschritte bei der Biokraftstofferzeugung erzielt werden, wenn die EU ihr langfristiges Ziel von 10% bei der Nutzung erneuerbarer Energiequellen im Verkehrssektor bis 2020, auf das man sich im erst vor kurzem verabschiedeten Klima- und Energiepaket geeinigt hatte, erreichen will.

Source: Cordis News, Pressemitteilung, 2009-08-27.

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