2021 im Licht der Bioökonomie

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung widmet sich jedes Jahr einer Wissenschaft, um die Aufmerksamkeit und Kommunikation zu stärken. Deshalb informiert und agiert das Wirtschaftsjahr 2021 im Zeichen der Bioökonomie. Innovative Erfindungen, wie Turnschuhe aus Spinnenseide, Burgerpatties aus Insekten oder Autoreifen aus Löwenzahn – das sind bioökonomische Produkte. Der Wandel zu nachhaltigen, biobasierten Formen für Produktion und Konsum stellt eine große gesellschaftliche und politische Hürde da. Dennoch ist er bereits im vollen Gang. Deshalb geben wir Ihnen einen Einblick in die verschiedene Anwendungsgebiete.

Was ist Bioökonomie?

Die Bioökonomie ist die Wirtschaftsform der „Zukunft“, in der Ökologie und Ökonomie in Einklang stehen. Die biobasierte Wirtschaftsweise geht mit der nachhaltigen Nutzung nachwachsender und damit erneuerbarer Rohstoffe einher. Ihr Ziel ist es, fossile und mineralische Rohstoffe durch umweltschonende Rohstoffe zu ersetzen. Beispielsweise werden unter anderem biologische Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen verarbeitet oder genutzt. Dafür sind jedoch neue wissenschaftliche und technische Innovationen notwendig.

Ernährung und Gesundheit

Ernährung
Viele biobasierte Innovationen befinden sich in der Entwicklung bzw. sind bereits auf dem Markt, wie z. B. Birkenzucker oder Stevia. Ein weiteres Beispiel sind neue hochwertigen Eiweißquellen aus Pflanzen oder Insekten, die die Ressourcen Boden, Wasser und Energie mehr schonen. Ein weiterer zentraler Baustein der Bioökonomie ist auch das Vorantreiben des Kreislaufgedankens von Lebensmitteln, um Lebensmittelverschwendungen zu entgegnen: Bier brauen aus Brot, Smoothies oder Marmeladen aus unverkäuflichem Obst und Gemüse, Strohhalme aus Avocadokernen.

Gesundheit
Die meisten Medikamente werden schon aus Mikroorganismen oder Pflanzen gewonnen. Beispielsweise wird Insulin aus Bakterien hergestellt. Das Malariamedikamentenwirkstoff Artemisinin gewinnt man aus der Beifußpflanze. Doch der Anstieg arzneimittelresistenter Infektionen oder Autoimmunkrankheiten erfordert immer mehr, neue Ansätze in der Medikamentenproduktion.

Klimaschutz

Biobasierte Lösungen können eine Schlüsselrolle spielen, um den Treibhausgasausstoß zu reduzieren und den Klimawandel zu bremsen. Da sie auf nachwachsende Rohstoffe und erneuerbare Energie setzen, den Energieverbrauch und Emissionen verringern, oder CO2 auch als Rohstoff nutzen.

Energiequellen
Aus Biomasse lassen sich Wärme, Treibstoff und Strom erzeugen. Die Wärmegewinnung erfolgt beispielsweise durch Reststoffe wie Holzscheite aus Kaffeesatz. Neue Wege nehmen forst- und landwirtschaftliche Reststoffe, Algen oder CO2 ins Visier.

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    Luftqualität
    Haben Sie an Verkehrsknotenpunkten in Städten schon mal vertikale Gärten oder Mooswände gesehen? Sie dienen der Schadstofffilterung oder Umgebungskühlung. Darüber hinaus nutzen Industrieunternehmen Wurzelholz oder Heidekraut als biologisches Filtermaterial, welches durch die Mikroorganismen das Austreten von schädlicher Abluft verhindert. Dabei wandeln die Mikroorganismen schädliche in harmlose Substanzen um.

    Bauen
    Lebensqualität und Flexibilität bei niedrigerem Ressourceneinsatz? Dafür stehen neue Konzepte wie hölzerne Wolkenkratzer mit vertikaler Begrünung, recycelbare Minihäuser zur Installation auf Hochhäusern oder Gemüsegarten auf Flachdächern von Einzelfamilienhäusern. Ebenfalls tragen biobasierte Baumaterialien zur Dekarbonisierung der Baubranche bei. Beispiele sind Bioverbundkunststoffe in Terrassendielen mit einem hohen Anteil an Wiesengras oder biobasierte Wandfarben aus Nanozellulosefasern von Wurzelgemüseabfällen.

    Mobilität
    Klimafreundlichere Mobilitätslösungen wie Elektro- und Wasserstofffahrzeuge, aber auch Sharing-Konzepte von Fahrrädern, Autos und E-Rollern sind für uns gängige Praxis. Die Bioökonomie forscht nun vor allem moderne Biokraftstoffe und erneuerbare Leichtbaumaterialien: Biokerosin für Flugzeuge, Flachs, Hanf oder biobasiertem Karbon für Leichtbaumaterialien; Echtholzfurnier für Fahrradrahmen.

    Industrie und Innovationen

    Der Bedarf an nachhaltigen Dienstleistungen und Produkten nimmt immer mehr zu. Dies nutzen verschiedene Industriesektoren für neue Lösungen. Im Fokus steht auch die nachhaltige Nutzung von stillgelegten Industrieparks und die Entwicklung von neuer Infrastruktur.

    Digitalisierung
    GPS, Big-Data-Dienste und Apps gelten in der Landwirtschaft schon jetzt als wichtige digitale Helfer, um den Wasser- und Düngerverbrauch zu reduzieren oder den Ernteertrag zu erhöhen. Additive Fertigungsverfahren wie der 3 Druck entwickeln sich rasend weiter. Biologische Filamente wie Algen, Holzfasern oder Maisstärke kommen zum Einsatz.

    Bionik
    Durch die Übertragung von Naturphänomen in technische Anwendungen oder Produkten handeln wir bioökonomisch, da wir die Entwicklungen der Natur erfassen und das biologische Wissen nutzen. Beispielsweise orientiert sich die Automatisierungstechnik an energieeffizienten und präzisen Bewegungsmustern von Tieren oder nutzen.

    Verpackung
    Recycelte oder recyclebare Verpackungsmaterialien helfen die Weltverschmutzung zu reduzieren. Neue Verpackungsmaterialien bestehen unter anderem aus Lebensmittelresten, Algen oder Wiesengras, z. B. Transportkisten aus Pilzmyzel.

    Nachhaltiger Konsum

    Leder
    Bei der herkömmlichen Gerbung von Leder kommen häufig giftige Substanzen wie Metallsalze wie Chrom- und Aluminiumsulfat. Diese müssen ordnungsgemäß entsorgt werden, damit sie nicht die Abwässer belasten. Dies verursacht zusätzliche Kosten und erfordert ein hohes Maß an Fachwissen. Eine nachhaltige Alternative stellen pflanzliche Gerbungsmethoden mit Olivenblätter dar. Eine weitere Lösung der Bioökonomie ist veganes Leder aus Ananasblätter, Apfelresten oder Pilzmyzel.

    Aufwerten
    Durch die Mehrfachnutzung von Materialien können neue Produkte geschaffen werden: Notizbücher aus Elefantendung, Geschenkpapier aus Wiesengras, Coffee-to-go Becher aus Kaffeesatz, Modeaccessoires aus Fischhaut, Smartphonehüllen aus Blütenblättern.

    Textilien
    Erste bioökonomische Textilien basieren auf Algen-, Bananenschalen-, Eukalyptus- oder Kaffeesatzfasern und Milcheiweiß. Auch Bambus und Holzfasern eignen sich zur Textilproduktion.

    Kosmetik
    Kosmetikprodukte können unter Umständen chemische Inhaltsstoffe beinhalten, die Umwelt und Gesundheit schaden können. Die Naturkosmetik ist als ressourcenschonende Alternative schon längst keine Marktnische mehr. Die heutigen Biotechnologiemöglichkeiten forcieren mittlerweile neue potenzielle Beispiele: Atmungsaktiven Nagellacke, die auf gesundheitsschädliche Substanzen verzichten; Gesichtscremes auf fermentierter Reisbasis zur Aufhellung von pigmentierter Haut oder Schneckenextrakt und zellaktivierende Proteine gegen Hautalterung.

    Klingen die Anwendungsmöglichkeiten der Bioökonomie bei Ihnen nach Utopie und Zukunftsmusik? Die Innovationskraft unserer Wissenschaft ermöglicht sie bereits. Sie halten noch viel mehr Lösungen bereit, die Ressourcen schonen und ebenfalls unsere eigene Lebensgrundlage dauerhaft erhalten.

    Weitere Informationen:

    In unserem Online Shop finden Sie eine riesige Auswahl an Laborartikeln.

    Quellen:

    Bundesministerium für Bildung und Forschung(2020): KLEINE HELDEN, DIE GROSSES LEISTEN wissenschaftsjahr.de, https://www.wissenschaftsjahr.de/2020-21/fileadmin/WJ20/Metanavigation/Download/WJ20_Basisflyer_DINLang_6Seiter_barr_CPS_RZ.pdf

    Bundesministerium für Bildung und Forschung (2020): Lebenswelt Bioökonomie Innovationen für Nachhaltigkeit, https://www.wissenschaftsjahr.de/2020-21/fileadmin/WJ20/Metanavigation/Download/BMBF_WJ20_Ausstellungskatalog_barr_CPS_RZ.pdf

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