Glossar

A

Algen

Algen werden in sogenannten Photobioreaktoren angebaut. Dort erhalten sie die optimale Menge Sonnenlicht, Kohlendioxid und Wasser. Anders als Energiepflanzen wie Raps und Mais benötigen Algen keine landwirtschaftlichen Flächen oder Dünger. Trotzdem produzieren sie in kurzer Zeit sehr viel Biomasse. Algen sind vielversprechende Kandidaten zur Herstellung von Biosprit und biologisch abbaubaren Kunststoffen.

Aquaponik

Aquaponik ist eine Wortzusammensetzung aus den Begriffen Aquakultur und Hydroponik. Aquakultur ist die kontrollierte Aufzucht von Wasserbewohnern wie Fischen und Algen, Hydroponik steht für die Kultivierung von Pflanzen ohne Erde. Bei der Aquaponik sind Fisch- und Pflanzenzucht in einem gemeinsamen Kreislauf verbunden. Die Ausscheidungen von Fischen liefern den Dünger für Gemüsepflanzen, die wiederum das Wasser für die Fische reinigen. Eines der bekanntesten Beispiele für Aquaponik ist das Projekt „Tomatenfisch“ von Berliner Forschenden. Hier wurde die Zucht von Buntbarschen und Tomatenpflanzen miteinander kombiniert.

[Quelle: Glossar bioökonomie.de]

B

Bambus

Bambus wächst schnell, ist äußerst stabil und gleichzeitig sehr leicht. Das (Riesen-)Gras kann von wenigen Zentimetern bis zu 40 Meter groß werden. Seine Stämme liefern reichlich Holz. Dieses spielt als Baustoff und Plastik-Ersatz eine wichtige Rolle. Forscherinnen und Forscher arbeiten daran, Bambus auch in Europa zu kultivieren. Das verhindert lange Lieferwege, die die Umwelt belasten. 

Wie wird aus Bambus ein Baustoff? Seine Stämme werden zunächst in Stücke (Lamellen) gespalten. Danach wird die grüne Bambushaut abgehobelt. Anschließend wird der Bambus gekocht, getrocknet und unter sehr hohem Druck zu einem Stück zusammengepresst. Verwenden können wir es als Parkett oder daraus andere Produkte herstellen.

Biomasse

In der Ökologie ist der Begriff Biomasse nicht eindeutig definiert. Es geht um die gesamte organische Substanz, die in Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen gebunden ist. Im Zusammenhang mit Erneuerbaren Energien meint Biomasse alle organischen Stoffe pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, die als Energieträger genutzt werden.

[Quelle: bioökonomie.de]

Bioökonomie

Bioökonomie bedeutet, dass nachwachsende Rohstoffe auf Basis neuester wissenschaftlicher Erkenntnisse erzeugt und genutzt werden, um Produkte zur Verfügung zu stellen und neue Verfahren zu entwickeln. Damit soll der Wechsel von einem erdölbasierten zu einem biobasierten Wirtschaftssystem ermöglicht werden. Das Konzept umfasst alle Branchen und Bereiche, die Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen produzieren, nutzen oder damit handeln. Darunter fallen Land- und Forstwirtschaft, Fischerei und Aquakulturen, Holz- und Textilindustrie sowie Teile der Chemie- und Pharmaindustrie und der Energiewirtschaft.

[Quelle: https://museumfrankfurt.senckenberg.de]

Bioreaktor

Ein Bioreaktor ist ein Behälter, in dem speziell gezüchtete Mikroorganismen oder tierische oder pflanzliche Zellen in einem Nährmedium kultiviert werden. Ziel ist es, entweder die Zellen selbst, Teile von ihnen oder eines ihrer Stoffwechselprodukte zu gewinnen. Hierfür können auch gezielt Enzyme eingesetzt werden. Bioreaktoren werden auch als Fermenter bezeichnet.

[Quelle: Pflanzenforschung.de]

Braunkohle

Braunkohle gehört zu den fossilen Brennstoffen. Es wird für die Strom- und Wärmeerzeugung in Kraftwerken genutzt. In Deutschland wird Braunkohle meist im offenen Tagebau abgebaut. Dabei müssen großflächig Landschaften abgebaggert werden, oft müssen auch Orte weichen. Der Brennwert von Braunkohle ist geringer als der von Steinkohle. Bei der Verbrennung von Braunkohle entsteht Kohlendioxid (CO2.).

E

Effizienz, Konsistenz, Suffizienz

Die Begriffe Effizienz, Konsistenz und Suffizienz sind drei unterschiedliche Strategien für eine nachhaltige Entwicklung.

Effizienz zielt auf eine ergiebigere Nutzung von Rohstoffen und Ressourcen ab, häufig durch technische Innovationen. Beispiel: Ein Unternehmen nutzt aufgewärmtes Kühlwasser, das bei Produktionsprozessen anfällt, um eine Fabrikhalle zu beheizen.

Konsistenz sucht nach alternativen Technologien und Stoffen, die besser für Natur und Umwelt sind als bisherige. Kreisläufe von der Herstellung über Nutzung und Recycling bis hin zur Wiedernutzung sollen möglichst geschlossen bleiben. Beispiel: Ein Unternehmen verkauft Getränke in Mehrwegflaschen statt in TetraPaks.

Suffizienz strebt einen geringeren Verbrauch von Ressourcen wie Energie und Material an, indem Menschen weniger konsumieren und weniger Dienstleistungen in Anspruch nehmen. Beispiel: Ein Unternehmen überprüft seine Produkte auf Haltbarkeit und „Reparierbarkeit“. So muss zum Beispiel ein defekter Staubsauger nicht gleich auf den Müll.

[Quelle: www.bund.net]

Energiepflanzen

Energiepflanzen sind Pflanzen, die gezielt für die energetische Nutzung in der Landwirtschaft angebaut werden. Neben Mais sind das Raps, Sonnenblumen und Ölpalmen sowie Pappeln oder Wildpflanzen. Überwiegend wird daraus Biogas und Biokraftstoff gewonnen. Mais ist am ertragreichsten. Laut Nachhaltigkeitsverordnung der Bundesregierung gelten Biokraftstoffe nur als nachhaltig, wenn sie mindestens 35 Prozent an Treibhausgasen gegenüber fossilen Kraftstoffen einsparen. Außerdem dürfen für den Anbau keine Flächen genutzt werden, die eine große Artenvielfalt aufweisen oder viel Kohlenstoff speichern. Energiepflanzen, die auf fruchtbaren Ackerflächen angebaut werden, stehen in direkter Konkurrenz zur Nahrungs- und Futtermittelproduktion.

[Quellen: bioökonomie.de; www.umweltbundesamt.de]

Enzym

Ein Enzym ist ein Protein, das ganz bestimmte biochemische Reaktionen beschleunigt. Deswegen werden Enzyme auch als Biokatalysatoren bezeichnet. Sie sind von zentraler Bedeutung für alle Stoffwechselvorgänge in Organismen, vom Bakterium bis zum Menschen. Enzyme können auch technisch vielfältig verwendet werden: Sie stecken zum Beispiel in Wasch- und Reinigungsmitteln, in Zahnpasta und in vielen Lebensmitteln oder werden zur Produktion von Medikamenten genutzt.

[Qulle: biooekonomie.de; www.transgen.de]

Erdgas

Erdgas zählt zu den fossilen Brennstoffen. Es wird für die Strom- und Wärmeerzeugung sowie als Treibstoff für Fahrzeuge genutzt. Es besteht vorwiegend aus Methan und Kohlenwasserstoffen. Wird es verbrannt, entsteht ein Gemisch aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf. Deshalb befindet sich in seinen Abgasen weniger CO2 als in dem der Kohle.

Erdöl

Erdöl gehört zu den fossilen Brennstoffen und wird für unterschiedlichste Zwecke genutzt: Man erzeugt damit Wärme und Treibstoffe, aber auch Kunststoffe, Farben und Medikamente. Man muss tief bohren, um es zu fördern – an Land und im Meeresboden – und bringt es mit Pumpen an die Oberfläche. Es besteht die Gefahr, dass Erdöl in Böden und Meere austritt und diese verunreinigt. Bei der Verbrennung von Erdöl entsteht Kohlendioxid (CO2).  

G

Genom-Editierung

Bei der Genom-Editierung geht es, ähnlich wie beim Editieren von Texten oder Filmen, darum, das Erbgut (= Genom) in Mikroorganismen, pflanzlichen, tierischen oder menschlichen Zellen zu bearbeiten. Zu ihren wichtigsten Methoden gehört die Gen-Schere CRISPR-Cas. Mit molekularbiologischen Werkzeugen wie diesen kann man Gene ab- oder anschalten oder neue Abschnitte einfügen. Sie können zum Beispiel in der Medizin und in der Tier- und Pflanzenzüchtung eingesetzt werden.

[Quelle: www.pflanzenforschung.de; bioökonomie.de]

Gras

Gräser spielen in der bioökonomischen Forschung eine große Rolle. Die meisten Grasflächen lassen sich unkompliziert bewirtschaften und können lange Zeit unbearbeitet bleiben. Dadurch vermindert sich das Risiko für Erosion. Gras ist effizient, braucht wenig Pflege, liefert hohe Erträge und gedeiht auch auf weniger fruchtbaren Böden. Gerade in Zeiten des Klimawandels mit längeren Trockenperioden erweist sich das als zusätzlicher Vorteil. 

Gräser und vor allem deren Fasern können zum Beispiel als Rohstoff für die Papierherstellung genutzt werden. Denn sie brauchen weniger Wasser und Nährstoffe als Holz. Eine wichtige Rolle für die Verwendung von Gras spielen Silos, in denen das Gras vergärt. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler arbeiten daran, mit Hilfe dieser Silage biologisch abbaubaren Kunststoff zu entwickeln. In Biogasanlagen wird aus dem Grassaft Gas gewonnen.

H

Hanf

Die Fasern der Hanfpflanze werden seit Jahrhunderten für die Herstellung von Textilien genutzt, weil sie so reißfest sind. Für den Hanfanbau braucht man keine Pflanzenschutzmittel, denn die starken Blätter unterdrücken den Unkrautwuchs. Daher werden neue Einsatzmöglichkeiten für diese vielseitige Pflanze gesucht. Aber da es Hanfsorten gibt, aus denen Drogen hergestellt werden können, gibt es strenge Regeln für den Anbau. 

Holz

Holz zählt zu den wichtigsten nachwachsenden Rohstoffen. Für die Bioökonomie bietet es vielfältige und auch neue Anwendungsmöglichkeiten. Beispiele dafür sind Papier-Verbundsysteme, High-Tech-Produkte wie Nanozellulosen oder holzbasierte Materialien für den 3D-Druck. Dabei müssen wir eine Strategie finden, die trotz des erhöhten Bedarfs die Wälder schont.

K

Kaffeesatz

Jeden Tag werfen wir Unmengen an Kaffeesatz in den Mülleimer. Dabei ist er eine wichtige Rohstoffquelle. Man kann ihn in chemische Zwischenprodukte umwandeln, die dann vielfältig weiterverarbeitet werden können. Kaffeesatz dient so als biobasierter Ersatz für erdölbasierten Kunststoff oder andere knappe Rohstoffe.

Kreislaufwirtschaft

In einer Kreislaufwirtschaft sollen keine Materialien und Stoffe als Abfall verloren gehen. Sie werden zunächst so eingesetzt, dass sie möglichst lange Nutzen bringen. Anschließend werden die Stoffe und Materialien für neue Produkte zurückgewonnen. Werden Stoffe durch Recycling in Produkten ein- bzw. mehrfach wiederverwendet und abschließend zur Energiegewinnung verbrannt, heißt das Kaskadennutzung.

[Quelle: bioökonomie.de]

Kohlenstoffkreislauf

Kohlenstoff ist ein besonderes Element, weil es in allen Sphären der Erde vorkommt: in Gesteinen, im Boden, in der Luft, im Wasser und in Lebewesen. Es nimmt an zahlreichen chemischen Reaktionen und physikalischen Prozessen teil und wird zwischen den verschiedenen Sphären ausgetauscht. Diese Vorgänge bilden den globalen Kohlenstoffkreislauf. Der natürliche Kohlenstoffkreislauf ist ein System im Gleichgewicht. Durch die Verbrennung fossiler Kohlenstoffvorräte (etwa Kohle oder Erdöl) wird Kohlenstoff freigesetzt, der bislang gebunden war. Als zusätzliches Kohlendioxid (auch Kohlenstoffdioxid)

führt er zu einer Versauerung der Meere und verstärkt in der Atmosphäre den natürlichen Treibhauseffekt, was zu globaler Erwärmung führt.

[Quelle: www.simplyscience.ch]

Kork

Kork ist robust und flexibel und daher vielseitig einsetzbar. Man gewinnt ihn aus der Rinde von Korkeichen. Nach 20 Jahren sind Korkeichen so groß, dass man sie schälen kann. Beim ersten Mal ist die Rinde sehr hart und eignet sich vor allem zur Wärmedämmung. Erst später entsteht das weiche Material für Flaschenkorken.  

M

Moos

Moose können sich auch an extreme Umweltbedingungen anpassen. Daher sind sie für die Forschung im Bereich der Bioökonomie hochinteressant. Moose haben keine Wurzeln, sondern ernähren sich aus der Luft. Beispielsweise wird untersucht, inwieweit sie in den Straßen Feinstaub und Kohlendioxid aus der Luft filtern können. In Räumen kultiviertes Moos verbessert das Raumklima und wirkt wärmedämmend.

N

Nachhaltigkeit

Nachhaltigkeit oder nachhaltige Entwicklung bedeutet, die Bedürfnisse der Gegenwart so zu befriedigen, dass die Möglichkeiten zukünftiger Generationen nicht eingeschränkt werden. Dabei werden drei Dimensionen gleichberechtigt betrachtet: Nachhaltiges Handeln sollte wirtschaftlich effizient, sozial gerecht und ökologisch tragfähig sein. Ursprünglich stammt der Begriff aus der Forstwirtschaft und besagte, dass nicht mehr Holz gefällt werden darf als nachwachsen kann.

[Quelle: www.bmz.de]

P

Pilze

Schimmelpilze befallen Lebensmittel und machen sie ungenießbar. Daher sind sie im Haushalt nicht besonders beliebt. Im Labor dagegen sind Pilze wegen ihres komplexen Stoffwechsels begehrte Forschungsobjekte. Um sie im großen Maßstab zu produzieren, suchen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nach den optimalen Wachstumsbedingungen.

Pilze werden schon lange für die Antibiotika- und Käseherstellung genutzt. Doch wir können sie auch für die Produktion von nachwachsenden Rohstoffen einsetzen. Da Pilze sehr vielfältige Stoffwechselwege nutzen, kann man mit ihrer Hilfe ganz unterschiedliche Produkte erzeugen.

R

Russischer Löwenzahn 

Russischer Löwenzahn ähnelt unserem heimischen Löwenzahn und ist relativ anspruchslos. Alle Teile der Pflanze enthalten kautschukhaltigen Milchsaft. Dieser kann für die Reifenherstellung genutzt werden. Die Nachfrage nach Kautschuk steigt, doch die Zahl der Kautschukbäume nimmt ab. Daher soll der Russische Löwenzahn in Deutschland großflächig angebaut werden. Das spart zudem Transportwege.

S

Steinkohle

Steinkohle gehört zu den fossilen Brennstoffen. Derzeit nutzen wir Steinkohle noch für die Strom- und Wärmeerzeugung und um Stahl herzustellen. Der Großteil der in Deutschland genutzten Steinkohle kommt heute aus Australien. Verbrennen wir Steinkohle, entsteht Kohlendioxid (CO2) in besonders hoher Konzentration.  

T

Tiefbohrungen

Erdgas und Erdöl sind fossile Brennstoffe und kommen auch gebunden im Gestein vor. Um solche Quellen zu erschließen, nutzt man Tiefbohrungen. Dabei werden Risse im Gestein mithilfe von Druck und Chemikalien vergrößert. So kann das dort gelagerte Gas oder Öl gefördert werden. Dieses Verfahren wird auch als Fracking bezeichnet. Dabei besteht die Gefahr, dass die genutzten Chemikalien ins Grundwasser eindringen. 

U

Uran

Uran wird für die Brennelemente in Atomkraftwerken genutzt. Es gehört auch zu den fossilen Brennstoffen, da es nicht nachgebildet wird. Uran aus dem Gestein zu gewinnen, kostet extrem viel Energie. Vor der Verwendung muss es meist chemisch angereichert und in eine feste Form gebracht werden. Uran ist giftig und seine radioaktive Strahlung erzeugt Schäden im Erbgut.