Prof. Dr. Achim Bachem: Bioeconomy Science Center – 1.000 kluge Köpfe im Dienste der Wissenschaft

Wie kann die Unabhängigkeit von fossilen Rohstoffen geschaffen, wie genug Nah­­rung für die Weltbevölkerung bereitgestellt werden? Für die mehr als 1.000 Wissen­­schaftler am BioSC liegen die Antworten darauf in der Bioökonomie.

 

Was kommt nach dem Öl? Wie kann eine zunehmende Weltbevölkerung mit hochwertigen Nahrungsmit­teln versorgt werden? Diese Fragen werden für die zukünf­­tige Entwicklung der Welt von einschneidender Bedeutung sein. Seit Jahr­­zehnten ist Erdöl der Roh­stoff, auf dem nahezu unsere gesamte Industrie beruht – sei es bei der Produktion von Nahrungs­mitteln, Chemi­kalien oder der Erzeugung von Kraftstoffen.

Fest steht, das fossile Zeitalter geht in naher Zukunft zu Ende, ganz gleich, ob der Peak Oil schon hinter uns liegt oder unmittelbar bevorsteht. Die Frage, wie fossile Roh­stoffe im Produktionskreislauf moderner Volks­wirt­schaften zu ersetzen sind, gewinnt vor dem Hin­­ter­grund des fortschreitenden Klima­­wandels zusätzlich an Relevanz. Als Ersatz kommen derzeit einzig nachwachsende Rohstoffe in Frage. Solche in ausreichendem Umfang zu produzieren, ohne industriellen Produktivitätsrückgang und Ver­­knappung des Nahrungs-, bezie­h­ungs­­weise Futter­mittel­an­gebots­ stellt eine gesellschaftliche Heraus­­for­derung dar. Gerade die weltweite Ernährungssicherung ist ein Punkt, der bei einer zu erwartenden Zu­­nah­­me der Weltbe­völ­kerung von 6,8 auf 9,6 Milliarden Menschen im Jahr 2050 von allerhöchster Pri­o­­rität sein muss. Gelingen kann diese nur durch eine Steigerung des Ertrags und der Qualität von Nutzpflanzen, und das trotz limitierter Agrarflächen und unter den Bedin­­gungen des Klimawandels. Dazu kommen weitere Her­­ausforderungen: Wie können wir neue Kraftstoffe ge­­winnen, um den hohen Grad an Mobilität unserer Ge­­sell­schaften aufrechtzuerhalten? Auf welchem Weg wird es möglich, eine hinreichende Masse an Roh­stoffen für die industrielle stoffliche Nut­zung zur Verfügung zu stellen? Wie können solche Roh­stoffe er­­zeugt werden, ohne die notwendige Produktion von Nahrungsmitteln zu begrenzen? Für die Suche nach biobasierten und nachhaltigen Lösungen zur Bewäl­tigung wird die Inte­gration von Spezialwissen immer wichtiger.

Biomasse als Schlüssel zur Beantwortung drängender Zukunftsfragen. Einen vielver­sprechenden Lösungs­­an­satz für diese Fra­­gen bietet das Konzept einer wis­­sensbasierten Bioökonomie. Ihr Ziel ist es, die Erd­­öl- nutzen­den Industrien durch eine auf Bio­masse setzende Wirt­­schaft zu ersetzen. Grund­lage dieser Entwicklung stellen nach­­wachsende Rohstoffe dar. Die Bioökonomie ver­­folgt die Vision einer in­­te­­grierten Nut­zung des Wissens über Organis­­men und biologische Prozesse zur nachhaltigen Produk­­tion von Nahrungsmitteln, Roh­­stoffen, Che­mi­­ka­­lien, biobasierten Materialien und Kraft­­­stoffen. Dabei finden die ökonomischen, ökologi­schen und so­­zi­­alen Aspekte der Nachhaltigkeit ge­­nauso Be­­rück­sichti­gung wie die notwendige Anpas­­sung an den Klima­wan­del. Der Ansatz der integrier­ten Bioöko­nomie umfasst sämt­­liche wirtschaftliche Sek­­toren und die dazugehörigen Dienstleistungen, die bio­­logi­sche Ressourcen produzieren, verarbeiten oder nutzen.

Die Verarbeitung von Biomasse und die da­­raus er­­zeugten Produkte bilden die Grund­lage der Bioöko­nomie. Biomasse hat eine wesentliche Funktion als Lebens- und Fut­­termittel, industrieller Rohstoff und auch als Energieträger. Auch vom Menschen nicht ge­­nutzte Bio­­masse spielt eine wichtige Rolle, etwa als Nähr­stoff in Ökosystemen, als Le­­bensraum für verschiedenste Lebe­­wesen oder als Speicher großer Men­gen an Koh­len­dioxid für den Klimaschutz.

Das Potenzial der Bioökonomie liegt in der Entwicklung von neuartigen Produkten und Produktionsverfahren, in der Nutzung von Synergien und in der Erhöhung der Res­sourceneffizienz der unterschiedlichen, mit­­ein­an­der verbundenen biobasierten Wert­schöpfungsketten. Sie reichen von der Er­­­zeu­­gung der Biomasse in der Land- und Forstwirtschaft bis zu Endprodukten in der Er­­näh­­rungs- und Futtermittelwirtschaft, in der Energie­wirt­­schaft und in Industriebe­reichen, wie zum Beispiel der Chemie-, Textil-, Papier- oder Pharma­industrie.

Die Politik in Deutschland hat das Poten­zial der Bio­ökonomie längst erkannt. Be­­reits 2009 hat die damalige Bundesre­gie­rung mit dem Nationalen Forschungs- und Tech­no­logie­rat Bioökono­mie ein un­­ab­hän­­giges Bera­­tungs­­­gremium ins Leben gerufen, das aus wis­­­­sen­­­­­schaftlicher Sicht Emp­fehlun­­gen für die Ent­­wick­lung und Im­­plementie­rung einer wis­sens­ba­sierten Bio­­öko­nomie geben soll. Im Septem­ber 2010 wurde durch den nationalen Bio­­­öko­no­mierat ein Gut­achten erstellt, dessen Empfeh­lun­gen Grund­lage des Re­­gie­rungs­programms „Na­­ti­­o­nale Forschungs­strategie BioÖkonomie 2030“ geworden sind. Mit dieser Ver­öffent­lichung hat die Bundes­re­gierung ihre Ideen ein­­gebracht, wie der Wandel hin zu einer biobasierten Wirt­­schaft gelingen soll und unterstützt werden kann.

Das Bioeconomy Science Center – ein sys­­te­­misches Gesamtkonzept. Voraussetzung für eine wissensbasierte Bioökonomie ist die Integration verschiedener Forschungs­disziplinen und hochrangiger wissenschaft­licher Expertise in einem integrativen Kon­­zept. Dieser Vision folgend ist im Oktober 2010 im Herzen des Rheinlands, im Städte­­viereck Aachen-Bonn-Düsseldorf-Jülich das Bioeconomy Science Center (BioSC) ge­­grün­det worden. In dieser langfristig an­­ge­legten wissenschaft­lichen Koope­ration le­­gen die Rheinisch-West­fä­lische Tech­nische Hochschule Aachen (RWTH Aachen), die Hein­­rich-Heine-Universität Düsseldorf, die Rhei­­nische Friedrich-Wil­helms-Universität Bonn und das Forschungs­zentrum Jülich bereits heute herausragende Forschungs­­­aktivi­täten in zahlreichen Themenfeldern der Bioöko­no­mie zusammen und bilden so eine exzellente For­schungs­­landschaft in einem starken bioökonomieorientier­ten Industrieumfeld in Nordrhein-West­falen (NRW). Die vier Partner haben ein Konzept entwickelt, in dem alle relevanten Wis­sen­schaftszweige zur Bereitstellung von Bio­­­masse und biobasierten Produkten und Prozessen in einem international sichtbaren und derzeit einmaligen For­schungs­zentrum in NRW vertreten sind.



Das Bioeconomy Science Center basiert auf einer inte­g­rierten Struktur aus Grund­lagenforschung, anwendungsorientierter und industrienaher Forschung, die Natur-, Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaften um­­fasst. Die über 1.400 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der am BioSC beteiligten Institute und die weiteren Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft führen ihre Spezialexper­tisen auf der Basis einer ge­­meinsamen Strategie zu­sammen und er­­forschen disziplinübergreifend, wie sich neue, auf biologischen Grundlagen ba­­sierende Produkte und Prozesse etablieren lassen. Das BioSC umfasst da­bei nicht alle Bioökonomie-relevanten Wissen­schafts­zweige und Handlungsfelder, sondern fokussiert sich auf Basis der Stärken der Partner auf vier Forschungsschwerpunkte:

1. nachhaltige pflanzliche Bioproduktion und Ressour­­censchutz
2. mikrobielle und molekulare Stoff­um­­wandlung
3. Verfahrenstechnik nachwachsender Roh­­stoffe
4. Ökonomie und gesellschaftliche Impli­kationen der Bio­­ökonomie

Ein Beispiel: In Bonn kann pflanzliche Bio­masse nachhaltig angebaut werden, deren Eigenschaften in Düssel­ dorf und Jülich an­­alysiert und optimiert werden. Da­­rauf auf­bauend können Aa­che­­ner Ingenieure ein neues Verfahren zur Ver­­­­arbei­­tung von pflanzlicher Bio­masse entwickeln, die dann zur stofflichen Nutzung in biologischen und chemischen Verfahren zu neuen Wert- und Wirk­­stoffen umgewandelt wird.

Bei neuen Berufungen im Bereich Bioöko­nomie stimmen sich die RWTH Aachen, die Universitäten Bonn und Düsseldorf sowie das Forschungszentrum Jülich gemeinsam ab. Dabei verfolgen sie die Strategie, ge­­mein­­schaftlich die nötigen inhaltlichen Schwerpunkte an den Einrichtungen zu set­­zen und die Bioökono­mie-Forschung in der Region Nordrhein-Westfalen strukturiert und synergistisch weiter zu entwickeln. Neben der Forschung sind Lehre und Aus­­­bil­dung in den verschiedenen Themenfel­dern der Bio­ökonomie ein weiteres Kernele­­ment des BioSC.

Seit 2013 stärkt das Land NRW das Bioeconomy Science Center im Rahmen einer langfristigen Projekt­förderung. Das sogenannte NRW-Strate­­giepro­jekt BioSC sieht die Um­­setzung zahlreicher Maß­­nahmen zur Ver­netzung und Integration der For­schungs­schwerpunkte und BioSC-Stand­orte vor. Dafür stehen in den nächsten zehn Jahren mehr als 58 Millionen Euro zur Verfügung. Im Mit­­telpunkt der Förderung stehen disziplinübergreifende Forschungspro­jekte, die neuartige Forschungsfragen der Bio­ökonomie behandeln sollen. Diese entwickeln sich schnell weiter und be­­nö­­­­tigen da­­her sowohl kurz- als auch längerfristige Projektzeiträume. Diesem Be­­darf entspre­chend können sich Mitarbeiterinnen und Mit­arbeiter des BioSC an Kooperations­projekten mit an­deren BioSC-Partnern be­­teiligen. Zwei Förderlinien, in denen For­schungs­projekte unterschiedlichen Um­­fangs und mit unterschiedlicher Zielset­zung sowie unterschiedlichem Entwick­lungs- und Integrations­stand be­antragt werden können, dienen der Ent­­wick­lung von Lö­­sungs­­beiträgen zur Bewältigung der großen gesellschaftlichen Herausforderungen.

Der Autor war acht Jahre lang Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums Jülich. Zuvor war er Mitglied des Vorstandes des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt und Delegierter der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Bachem studierte Mathe­­matik und Physik an den Universitäten Köln und Bonn. Während seiner universi­tären Laufbahn war er unter anderem als ordentlicher Professor für Angewandte Mathematik und als Gründungsdirektor des Instituts für Informatik der Univer­sität zu Köln tätig.