apa.at
Mehr zum Thema / Hermann Mörwald / Mittwoch 01.12.21

Klei­ne CO2-Fresser

Auf der Suche nach Wegen, CO2 aus der Luft zu bekom­men,  kom­men zuse­hends Mikro­ga­nis­men wie Bak­te­ri­en und Hefepil­ze ins Spiel. Dar­auf wei­sen bereits zahl­rei­che For­schun­gen hin. APA-Sci­ence hat sich eini­ge Pro­jek­te aus öster­rei­chi­schen Labo­ren ange­se­hen, wo am Ende der Pro­zes­se neben einer nach­hal­ti­gen CO2-Fixie­rung Bau­stei­ne für die Kunst­stoff­pro­duk­ti­on aber auch die Fut­ter- oder Nah­rungs­mit­tel­pro­duk­ti­on ste­hen werden. 
Foto: eco­nut­ri

Gemein­sam ist den For­schun­gen, dass sie Car­bon Cap­tu­re and Uti­liz­a­ti­on-Ansät­zen (CCU), wobei das CO2 in wei­te­ren Pro­zes­sen ver­wer­tet wird, ver­fol­gen. Statt des übli­chen Zuckers wird den Kleinst­le­be­we­sen CO2 „ver­füt­tert“ und somit gebun­den. Außer­dem könn­ten mit die­sen Tech­no­lo­gien die Abhän­gig­keit von fos­si­len Koh­len­stoff­quel­len und die Aus­beu­tung von Schlüs­sel­res­sour­cen wie Ener­gie, Roh­stof­fen, Land und Was­ser redu­ziert werden.

Hefe auf CO2 umgestellt

Diethard Mat­t­a­no­vich zum Bei­spiel ver­än­dert bereits seit gerau­mer Zeit am Insti­tut für Mikro­bio­lo­gie und mikro­biel­le Bio­tech­no­lo­gie der Uni­ver­si­tät für Boden­kul­tur (BOKU) und dem Aus­tri­an Cent­re of Indus­tri­al Bio­tech­no­lo­gy (acib) in Wien indus­tri­el­le Hefe­zel­len so, dass sie CO2 aus der Luft fixie­ren und ohne ande­ren Koh­len­stoff­quel­len (z.B. Zucker) wach­sen können.

Hefe braucht zum Leben wie ande­re Pil­ze, Tie­re und Men­schen nor­ma­ler­wei­se Nah­rung. Die For­scher haben die Hefepil­ze mit­tels Gen­tech­nik dazu gebracht, dass sie CO2 meta­bo­li­sie­ren. Kon­kret wur­den drei Gene ent­fernt und acht zusätz­li­che aus Pflan­zen aber auch Bak­te­ri­en ein­ge­fügt. Auf die­se Art wan­del­ten sie den Metha­nol-Auf­nah­me-Stoff­wech­sel­weg der Hefe­zel­len der­ma­ßen um, dass er dem Koh­len­stoff-Auf­nah­me-Zyklus von Pflan­zen ähnelt. „Die CO2-Fixie­rung funk­tio­niert also wie bei Pflan­zen, aber die Ener­gie dafür kommt nicht vom Licht, son­dern ist che­mi­sche Ener­gie aus Metha­nol”, erklärt Mattanovich.

Die Pil­ze wür­den der­art eine ernst­zu­neh­men­de Men­ge CO2 auf­neh­men. „Ein ein­zel­ner, indus­tri­ell übli­cher Groß­fer­men­ter von 500 m³ könn­te min­des­tens 2.000 Ton­nen CO2 pro Jahr bin­den – so viel wie zir­ka 1.000 Autos pro Jahr aus­sto­ßen”, so der acib- und BOKU-For­scher. Man könn­te die Hefe­zel­len zum Bei­spiel Bio­plas­tik (Poly­l­ac­tat – PLA) her­stel­len las­sen, sie wür­den dann für eine Ton­ne PLA ein­ein­halb Ton­nen CO2 „auf­brau­chen”, rech­ne­te Mat­t­a­no­vich vor. Eine wei­te­re Anwen­dung sieht er dar­in, die erzeug­te Bio­mas­se als Fut­ter­mit­tel zur Ver­fü­gung zu stel­len. Eben­so könn­ten Pro­te­ine für die huma­ne Ernäh­rung gewon­nen werden.

Fak­tor 50 draufpacken

Mat­t­a­no­vich zum Stand der For­schun­gen sei­nes Teams: „Bezüg­lich der Che­mi­ka­li­en, die wir pro­du­zie­ren kön­nen, sind wir jetzt an einem Punkt, wo wir die Effi­zi­enz um etwa den Fak­tor 50 noch stei­gern müs­sen. In der Bio­tech­no­lo­gie gibt es zum Bei­spiel eine Kenn­zahl, die besagt, wenn ich Che­mi­ka­li­en pro­du­zie­re, will ich pro Liter min­des­tens 100 Gramm her­aus­be­kom­men. Der­zeit lie­gen wir bei zwei Gramm pro Liter.“ Da sei aber nicht scho­ckie­rend im der­zei­ti­gen Sta­di­um. „Wir sind da schon recht weit.“ Jetzt müs­se der nächs­te Schritt gesetzt wer­den. Dabei gehe es um die Finan­zie­rung hin zur Markt­rei­fe der ent­spre­chen­den Tech­no­lo­gien. Es brau­che also wei­te­re For­schungs- und Ent­wick­lungs-Gel­der. „Da geht schon viel in die­se Rich­tung und das ist gut so“, wünscht er sich aber noch etwas mehr Initia­ti­ven, um CO2-Cap­tu­re-Tech­ni­ken schnellst­mög­lich in den Markt zu bringen.

VIVAL­DI – Che­mi­ka­li­en aus CO2

In dem neu­en EU-wei­ten Kon­sor­ti­al-Pro­jekt VIVAL­DI, an dem die BOKU ganz zen­tral betei­ligt ist, wird ein ähn­li­cher Weg beschrit­ten. „Kon­kret gehen wir noch wei­ter in den Meta­bo­lis­mus hin­ein. Im Rah­men von VIVAL­DI, das auf vier Jah­re aus­ge­legt ist, sol­len Tech­no­lo­gien erar­bei­tet wer­den, um indus­tri­el­le CO2-Emis­sio­nen in Che­mi­ka­li­en umzu­wan­deln. Damit soll ein Schritt in Rich­tung weg von der Abhän­gig­keit von fos­si­len Roh­stof­fen ermög­licht wer­den“, erläu­tert Mat­t­a­no­vich gegen­über APA-Science.

Vival­di kurz gefasst

 

Zusam­men­ge­fasst will man in Vival­di das ein­ge­fan­ge­ne CO2 in einem zwei­stu­fi­gen Pro­zess (elek­tro­che­misch und bio­lo­gisch) in vier orga­ni­sche Platt­form­säu­ren sam­meln, anrei­chern und umwan­deln. Die dar­aus resul­tie­ren­den Ver­bin­dun­gen sol­len in wei­te­rer Fol­ge am sel­ben Stand­ort ver­wen­det wer­den. Damit will VIVAL­DI die Nach­hal­tig­keit und den Kreis­lauf von bio­ba­sier­ten Indus­trie-Pro­zes­sen und ‑Pro­duk­ten ver­bes­sern oder auch zusätz­li­che Geschäfts­mög­lich­kei­ten durch neue Bau­stei­ne für neu­ar­ti­ge Bio­ma­te­ria­li­en (z. B. Bio­kunst­stof­fe und Tier­fut­ter) schaf­fen. Die Repli­zier­bar­keit wird der Schlüs­sel­aspekt sein, die es Bio­raf­fi­ne­rien und ande­ren Indus­trie­sek­to­ren ermög­licht, kreis­lau­f­ef­fi­zi­en­ter und umwelt­scho­nen­der zu arbeiten.

In dem Pro­jekt wird die CO2-Assi­mi­la­ti­on so weit adap­tiert, dass in der Zel­le – gewünsch­te – Che­mi­ka­li­en gebil­det und letzt­lich auch aus­ge­schie­den wer­den. Damit wür­de man wei­ter in Rich­tung bio-basier­te Che­mie kom­men, da die gewon­ne­nen Stoff­wech­sel­pro­duk­te Bau­stei­ne für künf­ti­ge Kunst­stoff­pro­duk­te sein könn­ten. Das Kon­zept von VIVAL­DI ist, die gesam­te Pro­zess­ket­te vom Anfal­len von CO2 über das Ein­fan­gen, die Rei­ni­gung und die Umwand­lung – bis hin zu Metha­nol als Ener­gie­quel­le ‑in Roh­stof­fe für die che­mi­sche Indus­trie abzu­bil­den. Das Ziel ist laut dem For­scher, auf einem Demons­tra­ti­ons-Level in einem gro­ßen Labor­maß­stab die not­wen­di­gen Tech­no­lo­gien dar­zu­stel­len. Noch gehe es nicht um die indus­tri­el­le Umset­zung. „Dafür sind die vier Jah­re auch zu kurz. Und die EU-Gel­der sind als vor­in­dus­tri­el­le För­de­rung dekla­riert“, so der Wis­sen­schaf­ter. Für die Umset­zung hin zur Indus­trie brau­che es dann ande­re Förderinstrumentarien.

Klar sei aber, „dass wir auch öko­no­misch dar­stel­len muss­ten, ob es mach­bar ist. Das haben wir gemacht. Die Anwort ist ‚ja‘“, erklärt Mat­t­a­no­vich. Die tat­säch­lich letz­te Ant­wort wer­de aber wohl von der Poli­tik gege­ben wer­den müs­sen. Dar­über lässt sich Moment nur wenig seri­ös spe­ku­lie­ren: „Sicht­bar ist aber der­zeit, dass wir Pro­duk­te aber auch Tech­no­lo­gien am Markt haben, die gra­vie­ren­de Fol­ge­kos­ten haben, die nicht ein­ge­preist sind und somit sozia­li­siert werden.“

CCU, CCS

 

Car­bon Cap­tu­re and Uti­liz­a­ti­on (CCU) ist für Mat­t­a­no­vich des­we­gen der sinn­vol­le­re Ansatz (im Gegen­satz zu Car­bon Cap­tu­re and Sto­rage, CCS), weil der Koh­len­stoff grund­sätz­lich in der orga­ni­schen Pro­duk­ti­on gebraucht wird. Daher wird und wur­de Erd­öl bis­her in rau­en Men­gen ein­ge­setzt. Für Mat­t­a­no­vich ist es jetzt ein schlau­er Weg, sich den Koh­len­stoff aus CO2 zu holen. Damit kön­ne man zu einem Punkt kom­men, wo man CO2-Emis­sio­nen nicht nur ver­mei­det, son­dern eine Net­to-CO2-Fixie­rung errei­chen kann. CO2 wer­de nicht mehr abge­la­gert, son­dern man hal­te den Koh­len­stoff im Kreis­lauf, indem man ihn in Mate­ria­li­en ein­bringt, die wir brauchen.

CO2-ver­dau­en­de Bakterien

CO2 zu einem Roh­stoff zu machen, das will auch Regi­na Krat­zer. Die Wis­sen­schaf­te­rin vom Insti­tut für Bio­tech­no­lo­gie und Bio­pro­zess­tech­nik der TU Graz und dem acib setzt Bak­te­ri­en ein, die das Koh­len­di­oxid in Bio­mas­se ver­wan­deln. Das Ziel der Ver­su­che ist laut der Bio­tech­no­lo­gin, die Bio­pro­zes­se aus dem Labor irgend­wann mit der Indus­trie zu koppeln.

Davor ist aber noch viel For­schung, die auch im Rah­men des EU-Pro­jek­tes ConCO2rde geför­dert wird, gefragt: „CO2 ist die ein­zi­ge Koh­len­stoff­quel­le, die die fos­si­len Brenn­stof­fe men­gen­mä­ßig erset­zen kann. Bei Koh­len­di­oxid han­delt es sich um ein sehr sta­bi­les Mole­kül. Des­halb braucht man viel Ener­gie, um es umzu­wan­deln. Unse­re Bak­te­ri­en ver­wen­den für die­sen Vor­gang Was­ser­stoff als Ener­gie­quel­le“, erklärt Krat­zer. Des­halb ist die Sicher­heit aktu­ell im Labor auch das ganz gro­ße The­ma – das ver­wen­de­te Knall­gas ist schließ­lich hochexplosiv.

CO2-ver­wer­ten­de Bak­te­ri­en sind nichts Neu­es. „Wir ver­wen­den einen sehr popu­lä­ren Bak­te­ri­en­stamm, der dafür bekannt ist, dass er Bio-Poly­me­re von Natur aus her­stellt“, so Kratzer.

„Bei Koh­len­di­oxid han­delt es sich um ein sehr sta­bi­les Mole­kül. Des­halb braucht man viel Ener­gie, um es umzuwandeln.”  Regi­na Krat­zer, TU Graz und acib
NASA plan­te für Langstreckenreisen

 

„Die NASA hat sich schon in den 1960er Jah­ren damit beschäf­tigt, CO2 in Bio­mas­se – kon­kret in Pro­te­ine zu ver­wan­deln“, erzählt die Bio­tech­no­lo­gin Regi­na Krat­zer. Der Hin­ter­grund war, Nah­rungs­mit­tel für Lang­zeit­flü­ge her­zu­stel­len. Dabei soll­te für die Pro­duk­ti­on CO2 aus der Atem­luft, Stick­stoff aus dem Urin sowie Was­ser und Sauer­stoff durch Elek­tro­ly­se zu gewin­nen. Das wur­de dann ver­wor­fen, weil es sich doch um sehr kom­ple­xe und nicht unge­fähr­li­che Pro­zes­se handelt.

„Die trei­ben­de Kraft ist momen­tan, dass der  CO2-Aus­stoß und die dar­aus resul­tie­ren­den Aus­wir­kun­gen auf das Kli­ma in den Griff bekom­men wer­den müs­sen“, so Krat­zer. Prin­zi­pi­ell fin­det die For­sche­rin die CO2-Ver­wer­tung „sehr cool“. Einer­seits wol­le man das Gas weit­ge­hend aus der Luft bekom­men, ande­rer­seits wer­de es irgend­wann die ein­zi­ge Koh­len­stoff­quel­le sein, die man als Roh­stoff ein­set­zen kann, will man nicht auf Pflan­zen zurück­grei­fen und damit die Nah­rungs­mit­tel­her­stel­lung konkurrenzieren.

Pro­dukt­fra­ge noch offen

Das even­tu­el­le End­pro­dukt spielt für Krat­zer im der­zei­ti­gen Sta­di­um noch kei­ne gro­ße Rol­le: „Wir ver­wen­den aktu­ell natür­li­che Bak­te­ri­en­stäm­me – einen zur Her­stel­lung von Bio­po­ly­me­ren. Das hat auch funk­tio­niert. Einen wei­te­ren Stamm zur Erzeu­gung von Bio­mas­se. Die pro­te­in­rei­che Bio­mas­se lie­ße sich gut als Fut­ter­mit­tel ver­wen­den.  Vor­ran­gig geht es uns in der For­schung aber eben um die Bin­dung von CO2 und erst nach­ran­gig  um das Pro­dukt“, so die Bio­tech­no­lo­gin. Denn das Erzeug­nis könn­te man sich in einem gewis­sen Bereich theo­re­tisch aus­su­chen, je nach­dem, wel­chen Bak­te­ri­en­stamm man ein­setzt. Im Zen­trum steht eine funk­tio­nie­ren­de und siche­re Bio­pro­zess­ent­wick­lung – und das im gro­ßen Stil.

Schließ­lich soll der Pro­zess künf­tig ein­mal in gro­ßen Indus­trie­an­la­gen ein­ge­setzt wer­den. Daher wer­de momen­tan ein instru­men­tier­tes Bio­re­ak­tor­design mit Gas-Sen­so­ren zur genau­en Über­wa­chung und Aus­wer­tung ent­wi­ckelt. „Und mit den aller­ers­ten Ver­su­chen haben wir es bereits geschafft, 40 Gramm Bio­mas­se, davon 12 Gramm Tro­cken­mas­se pro Liter Bak­te­ri­en­kul­tur zu erzeu­gen“, erklärt Kratzer.

Bezüg­lich der immer wie­der­keh­ren­den Fra­ge, ob und wann sich die Tech­no­lo­gien wirt­schaft­lich dar­stel­len las­sen wer­den, zeigt sich Krat­zer prag­ma­tisch: „Wenn es nur mehr CO2 als Roh­stoff gibt, wird es sich aus­ge­hen müssen.“

Bereits am Anfang einer For­schung die Fra­ge nach der wirt­schaft­li­chen Dar­stell­bar­keit zu stel­len, sei ein „Tot­schlag­ar­gu­ment“. Im Lau­fe der Arbeit wür­den Pro­zes­se nicht sel­ten um den Fak­tor 1.000 ver­bes­sert: „So was kann man aber nicht von vorn­her­ein ein­prei­sen. Da muss eine Zeit lang opti­miert werden.“

Start­up baut an einem Bio-Reaktor

Näher am End­pro­dukt arbei­tet bereits das Gra­zer Start­up Eco­nut­ri, das ein ähn­li­ches Ver­fah­ren wie Regi­na Krat­zer ver­wen­det. Das Spin-off-Unter­neh­men des acib bie­tet eine Lösung zur Gewin­nung von Pro­te­in an, bei der weder Mee­re noch Land­flä­chen belas­tet wer­den. In einem ers­ten Schritt will man Fut­ter­pro­te­in her­stel­len.  Dafür wird ein Pro­zess ent­wi­ckelt, bei dem Bak­te­ri­en, die CO2 als Nähr­stoff­quel­le nut­zen kön­nen, in indus­tri­el­len Bio­re­ak­to­ren gezüch­tet werden.

In einem wei­te­ren Schritt soll grü­ner Was­ser­stoff ein­ge­setzt wer­den, um das CO2 auch tat­säch­lich der Umwelt zu ent­zie­hen. „Das ist ganz wich­tig, dass auf Was­ser­stoff­sei­te die ent­spre­chen­den Ent­wick­lun­gen vor­an­ge­trie­ben wer­den und der H2-Preis gesenkt wird“, erklärt Hel­mut Schwab, wis­sen­schaft­li­cher Chef bei Eco­nut­ri und ehe­ma­li­ger Lei­ter des Insti­tut für Mole­ku­la­re Bio­tech­no­lo­gie an der TU Graz.

Pilot­re­ak­tor star­tet demnächst

 

Der­zeit wird ein Pilot-Bio­re­ak­tor mit einem öster­rei­chi­schen Unter­neh­men gebaut, mit dem die not­wen­di­gen Grund­la­gen für die Eta­blie­rung eines effi­zi­en­ten und wirt­schaft­li­chen Bio­pro­zes­ses zur Her­stel­lung von Fut­ter­pro­te­in aus­ge­ar­bei­tet wer­den. Der Start wird sich laut Schwab etwas ver­zö­gern, die glo­ba­len Lie­fer­pro­ble­me der Chip­in­dus­trie tref­fen auch die­ses Pro­jekt. Ein ers­tes Pro­gramm, unter­stützt durch das acib, ist laut Schwab bis Ende 2023 kon­zi­piert. Bis dahin soll­ten die Grund­la­gen und die Pro­zes­se soweit opti­miert sein, dass man an die Pla­nung einer grö­ße­ren Anla­ge her­an­ge­hen könne.

Der­zeit wird ein Pilot-Bio­re­ak­tor mit einem öster­rei­chi­schen Unter­neh­men gebaut, mit dem die not­wen­di­gen Grund­la­gen für die Eta­blie­rung eines effi­zi­en­ten und wirt­schaft­li­chen Bio­pro­zes­ses zur Her­stel­lung von Fut­ter­pro­te­in aus­ge­ar­bei­tet wer­den. Der Start wird sich laut Schwab etwas ver­zö­gern, die glo­ba­len Lie­fer­pro­ble­me der Chip­in­dus­trie tref­fen auch die­ses Pro­jekt. Ein ers­tes Pro­gramm, unter­stützt durch das acib, ist laut Schwab bis Ende 2023 kon­zi­piert. Bis dahin soll­ten die Grund­la­gen und die Pro­zes­se soweit opti­miert sein, dass man an die Pla­nung einer grö­ße­ren Anla­ge her­an­ge­hen könne.

Die Pilot­an­la­ge bewegt sich in der Grö­ßen­ord­nung von einem Gesamt­vo­lu­men von 300 Litern, davon etwa 200 Liter Bak­te­ri­en­kul­tur. „Wir brau­chen die­se Grö­ßen­ord­nung, um die Grund-Para­me­ter gut her­aus­zu­ar­bei­ten, die für die Pro­duk­ti­on wich­tig sind. Die Ergeb­nis­se sind dann die Basis für die Kon­zep­ti­on von indus­tri­el­len Anla­gen“, erläu­tert Schwab: „Dann braucht es für die nächs­te auch noch die Inves­to­ren, die das Gan­ze finanzieren.“

Wir haben den Reak­tor außer­dem so ent­wor­fen, dass man ihn im Prin­zip dort „hin­trans­por­tie­ren könn­te“, wo man dann CO2 oder auch Was­ser­stoff direkt vor Ort ent­neh­men kann. In der nächs­ten Ent­wick­lungs­pha­se sei es näm­lich zen­tral, rea­le CO2-Quel­len zu nut­zen – even­tu­ell direkt bei einer Zement­fa­brik. Die Pla­nun­gen wür­den jeden­falls in die­se Rich­tung laufen.

Pro­dukt wird direkt verfüttert

Der Wis­sen­schaf­ter erwar­tet, dass die Pro­duk­ti­on in die Nähe von 100 Gramm Bio­mas­se pro Liter kom­men wird. Der Reak­tor sei auch schon so kon­zi­piert, dass ein sehr guter Stoff­trans­port gewähr­leis­ten wer­den kön­ne. Die 100 Gramm/Liter soll­ten ver­fah­rens­ab­hän­gig bereits bis zu 80 Pro­zent aus Pro­te­in bestehen, erwar­tet Schwab.

„Unser Pro­dukt wird schließ­lich eine auf­be­rei­te­te Form die­ser Bio­mas­se sein, die wir dann direkt an Tie­re ver­füt­tern wol­len.“ Ziel sei es natür­lich, einen sehr hohen Pro­tein­an­teil zu erzie­len, um es als hoch­wer­ti­ges Pro­te­in­fut­ter anbie­ten zu kön­nen. Das Pro­dukt Fut­ter­pro­te­in wur­de laut Schwab daher gewählt, da die Auf­be­rei­tung ein sehr ein­fa­ches Ver­fah­ren ist. Nach der Fer­men­ta­ti­on rei­che es in der Regel aus, dass man in ganz weni­gen Schrit­ten ein tro­cke­nes Prä­pa­rat hat, das  dann schon direkt an die Fut­ter­mit­tel­in­dus­trie ver­kauft wer­den könne.

Es wer­de aber auch nach­ge­dacht, gezielt Pro­te­ine für die mensch­li­che Nah­rung her­zu­stel­len. Da gehe es dann aber über gen­tech­nisch modi­fi­zier­te Orga­nis­men, die so pro­gram­miert sind, dass sie gewis­se, vor­her defi­nier­te Pro­te­ine im Über­schuss pro­du­zie­ren. Letzt­lich müs­se es aber die Akzep­tanz in der Bevöl­ke­rung für Lebens­mit­tel geben, die aus gen­tech­nisch modi­fi­zier­ten Orga­nis­men pro­du­ziert wer­den. „In die­se Rich­tung ist noch eini­ges zu tun“, meint Schwab.

Schwab wünscht sich außer­dem, dass das The­ma der CO2-Ver­wer­tung von Sei­ten der Poli­tik ent­spre­chend geför­dert wer­den soll­te. Es rei­che nicht, die CO2-Pro­duk­ti­on mit Stra­fen oder Zah­lun­gen zu bele­gen, son­dern es müs­se dafür gesorgt wer­den, dass Pro­zes­se, die CO2 in hoch­wer­ti­ge Pro­duk­te über­füh­ren, mit aus­rei­chend Mit­teln aus­ge­stat­tet werden.

„CO2-Fres­ser“ Essigsäure-Bakterien

 

Mit zwei klei­nen Ver­än­de­run­gen könn­ten Essig­säu­re-Bak­te­ri­en die Grund­la­gen für Treib- und bio­lo­gisch abbau­ba­ren Kunst­stoff her­stel­len, berich­tet wie­der­um Ste­fan Pflügl vom Insti­tut für Ver­fah­rens­tech­nik, Umwelt­tech­nik und tech­ni­sche Bio­wis­sen­schaf­ten der TU Wien. Die Mikro­ben arbei­ten dabei über­aus effi­zi­ent und kli­ma­neu­tral, erklär­te er der APA. Die ent­spre­chen­de Stu­die wur­de im Fach­jour­nal „Meta­bo­lic Engi­nee­ring” ver­öf­fent­licht.

Zunächst müss­te man CO2 aus der Luft auf­fan­gen und unter Ver­wen­dung von erneu­er­ba­rer Ener­gie zu Form­i­at (Amei­sen­säu­re-Salz) umwan­deln. Die­ses las­se sich leicht trans­por­tie­ren und fle­xi­bel ein­set­zen, so Pflügl. Wenn man nor­ma­le „Ace­to­bac­te­ri­um woodii”-Mikroben damit füt­tert, pro­du­zie­ren sie Essig­säu­re. Die­se sei zwar schon eine gefrag­te Basis­chemi­ka­lie, die für vie­le Indus­trie­pro­duk­te ver­wen­det wer­de, aber mit klei­nen gen­tech­ni­schen Ver­än­de­run­gen könn­ten die klei­nen Orga­nis­men sogar noch Brauch­ba­re­res herstellen.

Bringt man die Mikro­ben näm­lich dazu, ein Enzym ver­mehrt von sei­ner Bau­an­lei­tung abzu­le­sen und zu pro­du­zie­ren, könn­ten sie Etha­nol fabri­zie­ren, der eine gute Basis für Kraft­stof­fe ist, erklär­te der For­scher. Die Men­gen­stei­ge­rung eines ande­ren Enzyms im Bak­te­ri­um lässt sie Milch­säu­re machen. Dar­aus wäre bio­lo­gisch abbau­ba­rer Kunst­stoff her­stell­bar. Dabei wür­de eine hohe Ener­gie­ef­fi­zi­enz von 90 Pro­zent erreicht. „Fast die gesam­te Ener­gie aus dem Sub­strat lan­det also auch wirk­lich im Pro­dukt”, sag­te Pflügl.

„Die Wirt­schaft der Zukunft muss koh­len­stoff­neu­tral sein” Ste­fan Pflügl, TU Wien

Prin­zi­pi­ell wünscht sich der Wis­sen­schaf­ter: „Die Wirt­schaft der Zukunft muss koh­len­stoff­neu­tral sein.“ Da Koh­len­stoff jedoch ein wich­ti­ger Bestand­teil vie­ler Pro­duk­te ist , soll­te das vor­han­de­ne CO2 recy­celt und in den Kreis­lauf zurück­ge­führt wer­den. Um die Kreis­läu­fe CO2-neu­tral zu gestal­ten, braucht es erneu­er­ba­re Ener­gie, die in die Pro­zes­se gesteckt wer­den. „Damit steht und fällt alles“, fasst Pflügl zusammen.

Was ist CO2 wert?

Ein zen­tra­le Fra­ge ist, ob man den rich­ti­gen Preis auf das Koh­len­di­oxid „klebt“, um in die Rich­tung mehr erneu­er­ba­re Ener­gien zu len­ken, mein­ten die For­scher qua­si uni­so­no. Das habe aber auch sei­ne Gren­zen, abhän­gig von den Gege­ben­hei­ten in den ver­schie­de­nen Län­dern. Wenn ein­fach nicht die Flä­chen oder Bedin­gun­gen für mehr erneu­er­ba­re Ener­gie­er­zeu­gung vor­han­den sei­en, kön­ne man nur wenig über den CO2-Preis machen. Da brau­che es dann inter­na­tio­na­le Lösungen.

Stichwörter