Bioabfälle plus Hefe = Diesel

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Bessere Effizienz

Bio und Wind bei Wittenberg – Foto © Gerhard Hofmann, Agentur Zukunft, für Solarify

Während dieser neue Glucose-zu-Lipid-Umwandlungsprozess zu heutigen Preisen für Maisstärke ökonomisch machbar ist, hoffen die Forscher, den Prozess noch effizienter zu machen, sagt Stephanopoulos. „Es gibt noch Raum für weitere Verbesserungen, und wenn wir weiter in diese Richtung dgehen, dann wird der Prozess noch effizienter und erfordert noch weniger Glukose, um eine Gallone Öl zu produzieren“, sagt er. Die Forscher untersuchen auch die Verwendung von billigeren Quellen für pflanzliches Material, wie Gras und landwirtschaftliche Abfälle, um aus der Zellulose dieser Pflanzenmaterialien Glukose zu machen. (Übersetzung: Gerhard Hofmann)

[note Schon im Juni 2016 hatten die gleichen Forscher aus Abgasen (inklusive CO2) mit Hilfe von Mikroorganismen Biodiesel produziert – zumindest in kleinen Mengen im Labor. Der Prozess sollte doppelt so viel Kohlendioxid binden, wie er produziere und trage so zur Senkung des Treibhausgas-Gehalts der Atmosphäre bei, berichteten damals Stephanopoulos und sein Team in den „Proceedings“ der US-Nationalen Akademie der Wissenschaften („PNAS“) publiziert.

Auf der Suche nach preiswerten Einsatzstoffen für die kostengünstige Herstellung von flüssigen Brennstoffen – so der PNAS-Abstract – untersuchten sie gasförmige Substrate, die zu geringen Kosten und in ausreichend großem Maßstab für die industrielle Herstellung von Brennstoffen zur Verfügung gestellt werden konnten. In den PNAS stellen Stephanopoulos und sein Team ein neues Biokonversions-Verfahren vor, das aus Kohle-Vergasung, aus Erdgas oder Biomasse erzeugtes Syngas in Lipide umwandelt, die zur Herstellung von Biodiesel verwendet werden können (siehe solarify.eu/biodiesel-aus-abgasen).]

Erfolgreiche Praxistests – aber kein Durchbruch

Ein ähnliches Verfahren haben der französische Mineralölkonzern Total und das US-Biotechnologieunternehmen Amyris mit dem Endprodukt Farnesan entwickelt. Es basiert ebenfalls auf genmanipulierten Mikroorganismen und Zucker. 2014 flog bereits ein Airbus A321 erfolgreich mit Kerosin, dem zehn Prozent dieses synthetischen Treibstoffs beigemischt waren (siehe solarify.eu/bio-kerosin-jungfernflug).

Das Schweizer Unternehmen Butalco arbeitet ebenfalls mit Hefen. Es hat mit Know-how der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main ein Verfahren zur Herstellung von Butanol entwickelt, sodass Diesel und Benzin beigemischt werden können. Ziel ist es, statt Zucker Lignozellulose einzusetzen – Biomasse, die ebenfalls Zucker enthält. Der Anteil an Glukose, die Hefen verwerten können, ist allerdings gering. Die anderen Zuckerarten, Arabinose und Xylose, deren Prozentsatz an Biomasse besonders hoch ist, schlucken sie dagegen eher ungern (die letzten beiden Abschnitte aus pressetext).

Solange aber kein treibhausgas-neutraler künstlicher Treibstoff (E-Fuel) auf dem Markt ist, muss die Forschung weitergehen.

Kangjian Qiao, Thomas M Wasylenko, Kang Zhou, Peng Xu & Gregory Stephanopoulos: Lipid production in Yarrowia lipolytica is maximized by engineering cytosolic redox metabolism in Nature Biotechnology, (16.01.2017), doi :10.1038/nbt.3763

->Quellen:

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