So werden Reste zu wertvollen Rohstoffen

Jährlich entstehen allein in Baden-Württemberg rund 7,7 Millionen Tonnen landwirtschaftliche Nebenprodukte, die bislang hauptsächlich als Tierfutter dienen oder auf den Feldern bleiben. Auch aus der Verarbeitung von Lebensmitteln fallen nochmal etliche Tonnen an. Diese Reststoffe enthalten wertvolle Inhaltsstoffe, die sie zu attraktiven Rohstoffen für diverse Anwendungen machen. Von Proteinen für die Lebensmittelindustrie bis hin zu Verpackungsmaterialien könnten sie fossile Ressourcen ersetzen, CO₂-Emissionen senken und eine effiziente Kreislaufwirtschaft fördern. Um dieses verborgene Potenzial zu heben, haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Hohenheim und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Rahmen des Projekts ReBioBW zwei innovative Werkzeuge entwickelt: die ReBioBW Factsheets und das ReBioBW GIS-Tool. Diese neuen Tools für nachhaltige Bioökonomie sollen wertvolle Unterstützung bieten, damit Landwirtschaftsbetriebe, Unternehmen und politische Entscheidungsträger Nebenströme effektiv nutzen und regionale Wertschöpfungsketten aufbauen können.

Smarte Bioraffinerie kombiniert verschiedene Verfahren

Im Rahmen der Verwertung von Reststoffen tauchen noch viele Fragen auf: Welche Mengen sind tatsächlich verfügbar? Wie lassen sich Inhaltsstoffe optimal extrahieren und zu hochwertigen Rohstoffen verarbeiten? Wie können neue Technologien nachhaltig eingesetzt werden, ohne Nährstoffkreisläufe zu stören? Welche Chancen bietet die Nebenstromnutzung für den ländlichen Raum und wie groß ist das Potenzial tatsächlich? Antworten darauf liefert das Kooperationsprojekt ReBioBW im Zuge der Landesstrategie „Nachhaltige Bioökonomie für Baden-Württemberg“.

Nachhaltige Bioökonomie dank ReBioBW Factsheets

„Wissen über die Bedürfnisse der Landwirtschaft sowie die Anforderungen und Chancen einer industriellen Nutzung landwirtschaftlicher Nebenprodukte ermöglicht Landwirtinnen und Landwirten und Unternehmen gemeinsam innovative Geschäftsmodelle auf Basis lokaler Rohstoffe zu entwickeln. So können nachhaltige und effiziente Kreisläufe entstehen“, erläutert Marius Boesino, Doktorand und wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Bioökonomie der Universität Hohenheim, die Vorteile. Nach Ansicht der Forschenden bieten die neuen Tools für nachhaltige Bioökonomie dafür die notwendige Grundlage.

Die ReBioBW Factsheets bündeln detaillierte Informationen zu mehr als 350 Nebenströmen und deren Inhaltsstoffen. Hinzu kommt: Sie beziehen eine Fülle an potenziellen Verwertungsmöglichkeiten mit ein – angefangen bei der Gewinnung von Proteinen und Ballaststoffen für Lebensmittel, Pharmazeutika oder Kosmetik über den Einsatz als Dämm- und Verpackungsmaterialien für die Baubranche bis hin zur Herstellung sogenannter Plattformchemikalien für die chemische Industrie. Durch die übersichtliche Aufbereitung dieser bisher schwer zugänglichen Daten leisten die Factsheets einen wesentlichen Beitrag dazu, das verborgene Potenzial landwirtschaftlicher Reststoffe zu erschließen und neue Wege für eine nachhaltige Bioökonomie aufzuzeigen.

ReBioBW GIS-Tool: Interaktive Karte zeigt regionale Biomassepotenziale

Ergänzend zu den Factsheets visualisiert das ReBioBW GIS-Tool in einer interaktiven Karte das theoretisch verfügbare Biomassepotenzial pflanzlicher Nebenströme in Baden-Württemberg. Die Datentiefe reicht bis auf Gemeindeebene. Farbliche Abstufungen zeigen an, welche Rohstoffe in der Region in welchen Mengen vorliegen. Ein Hauptziel von ReBioBW ist es, Perspektiven für eine neue regionale bioökonomische Wertschöpfung aufzuzeigen. Die Verwertung von Nebenströmen eröffnet Landwirtinnen und Landwirten zusätzliche Einkommensquellen. Das könnte vor allem im ländlichen Raum auch die Schaffung neuer Arbeitsplätze nach sich ziehen. Die neuen Tools für nachhaltige Bioökonomie liefern wertvolle Informationen, um dieses Potenzial gezielt zu nutzen und innovative Geschäftsmodelle zu entwickeln.

Nachhaltige Nutzung erfordert ganzheitlichen Ansatz

Neben große Chancen bergen die landwirtschaftlichen Nebenströme auch Herausforderungen. So gilt es zu beachten, dass sie weder den Humusaufbau noch die Kohlenstoffspeicherung im Boden beeinträchtigen dürfen. Bereits bestehenden Einsatzbereichen, zum Beispiel als Tierfutter, wollen die Forschenden auch weiterhin Beachtung schenken. ReBioBW verfolgt deshalb einen ganzheitlichen Ansatz, mit dem solche Zielkonflikte vermieden werden sollen.

Die gewonnenen Daten und Erkenntnisse aus beiden Tools bilden die Basis für weitere Innovationsschritte. Peter Hauk, Minister für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz, ist von dem Projekt überzeugt: „Entscheidend ist, dass wir verlässliche und innovationsfreundliche Rahmenbedingungen für die Wirtschaft schaffen. So entstehen gerade im ländlichen Raum in Baden-Württemberg spannende Innovationsräume, die dabei helfen, dass Forschungseinrichtungen ihr Wissen mit dem der landwirtschaftlichen Praxis und der Industrie verknüpfen können und Innovationen so noch stärker vorantreiben.“

Neue Tools für nachhaltige Bioökonomie erfordern neue Methoden

Den Forschenden ist es wichtig, dass sich neue Technologien rund um Anbau, Ernte und Verarbeitung nicht nur auf die Hauptfrüchte konzentrieren. Vielmehr seien auch Nebenströme als Koppelprodukte relevant. Bei den Anbauverfahren wäre aus ihrer Sicht eine geeignete Nebenstromqualität eine gute Voraussetzung. So ließe sich eine Kaskadennutzung gewährleisten und dieselbe Biomasse könne mehrfach verwendet werden. Ein Beispiel sind Trester aus der Fruchtsaftproduktion: Sie finden sich nicht nur in zahlreichen Lebensmittelprodukten wieder, sondern lassen sich auch vielseitig in der Pharma-, Kosmetik- und Chemieindustrie einsetzen. Die Voraussetzung für diese breiten Einsatzmöglichkeiten liegt in der adäquaten Lagerung. Nur, wenn sie richtig stabilisiert werden, können wertvolle Inhaltsstoffe gesichert und gesundheitsschädliche Belastungen vermieden werden.

Ein nachhaltiges Aufbereitungsverfahren ermöglicht es, die verbleibenden Reststoffe anschließend in die Biogasproduktion einfließen zu lassen. Die nährstoffreichen Gärprodukte lassen sich wiederum auf landwirtschaftlichen Flächen ausbringen. Auf diese Weise tragen die neuen Tools für nachhaltige Bioökonomie dazu bei, Stoffkreisläufe zu schließen und eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft zu etablieren. Das Verbundprojekt ReBioBW, eine Kooperation der Universität Hohenheim und dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT), soll dazu beitragen, das Land Baden-Württemberg zu einer Leitregion für biobasiertes, kreislauforientiertes Wirtschaften zu entwickeln.