Life Sciences Innovations

Bioökonomie

Biotechnologie unter volkswirtschaftlichen Aspekten betrachtet
Bild 2: Das Botenmolekül mRNA (dargestellt als digitale Buchstaben-Kette) setzt die Produktion einer Aminosäurenkette (orangene Kreise) in Gang und wirkt somit therapeutisch (Bild: Wellcome).
Nach dem Unglück im AKW Fukushima in Japan muss man kein Prophet sein, um dem bisherigen industriellen Fortschritt in Europa schwere Zeiten zu prognostizieren. Die Bundesregierung in Berlin rief bereits Ende 2010 die „Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“ ins Leben. Mit einem ambitionierten 2,4 Mrd. Euro teuren Forschungsprogramm will sie einen Strukturwandel von der Erdöl-basierten zur Bio-basierten Industrie fördern.

Das neue Zauberwort, das uns in eine schöne, heile Welt bringen soll, heißt „Bioökonomie.“ Unter Bioökonomie ist die nachhaltige Nutzung von biologischen Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen zu verstehen, kurzum, der umfassende Eintritt der Biotechnologie in alle Bereiche unseres Lebens: Land- und Forstwirtschaft, Gartenbau, Fischerei und Aquakulturen, Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie, in Sektoren wie Holz-, Textil- und Pharmaindustrie sowie in den Rohstoff- und Lebensmittelhandel. Bereiche der IT-Branche, Maschinen- und Anlagenbau, Automobilindustrie, Umwelttechnologie, Bauwirtschaft sowie Dienstleistungsgewerbe werden ebenfalls bioökonomisch ausgerichtet. Überall soll die Biotechnologie als Türöffner für eine neue, sichere Zukunft der Menschheit fungieren. Im Prinzip soll eine Kreislaufwirtschaft eingeführt werden, die sich näher an die Natur anlagert. Damit die Neuorientierung eine tragfähige politische Basis erhält, wurden folgende ethische Leitlinien verkündet:

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1. Weltweite Ernährungssicherheit

2. Nachhaltige Agrarproduktion

3. Gesunde, sichere Lebensmittel

4. Industrielle Nutzung nachwachsender Rohstoffe

5. Biomasse als neue Energieträger.

Man könnte einfach von einer Modernisierung der Landwirtschaft sprechen. Doch soll der Bioökonomie eine tragende Rolle in einer zeitgemäßen Volkswirtschaft zukommen. Von ausschlaggebender Bedeutung werden hierbei die neuen, z.T. erst noch zu erzielenden Resultate der Forschungs- und Innovationsanstrengungen in der Biotechnologie sein, teilt die Bundesregierung, speziell das BMBF, dazu mit. Neuentwicklungen in allen Bereichen der Bioökonomie, z.B. von Pflanzen, die die Photosynthese effektiver betreiben können als die Natur es ihnen bisher erlaubte, sowie eine verbesserte Tiergesundheit sollen die Wirtschaftlichkeit der neuen Bio-Industriezweige enorm steigern. Beharrlich soll wissensbasierte Forschungsarbeit betrieben werden, um die weltweit miteinander verknüpften Fragen der Ernährung, der Rohstoff- und Energieversorgung aus Biomasse sowie des Klima- und Umweltschutzes zu lösen. Insgesamt stellte die Bundesregierung für die nächsten sechs Jahre 2,4 Mrd. Euro für die nationale Forschungsstrategie „Bioökonomie 2030“ bereit. Diese Summe wird von den vier Ministerien BMBF (Bildung und Forschung, ca. zwei Drittel), BMELV (Ernährung, Landwirtschaft, Verbraucherschutz, ca. 28 %), sowie dem BMZ (Wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung) und dem BMU (Umweltschutz) aufgebracht. Mit diesen Investitionen sollen einerseits der Einstieg in ein Wirtschaften mit biologischen Ressourcen ermöglicht sowie andererseits Nahrungsmittel, Chemikalien und neue Energieträger umweltschonend hergestellt werden. Nachwachsende Rohstoffe, die Bereitstellung von Biomasse sowie die biotechnologische Herstellung von wirkungsvollen Enzymen am Anfang und die biotechnische Veredelung von Produkten am Ende der neuen Wertschöpfungskette werden wesentliche Leitlinien der Bioökonomie sein.

Potenziell gesellschaftspolitisch relevante Probleme wie „Teller oder Tank“ sind bereits erkannt, andere, kaum für möglich gehaltene Hindernisse bei der Einführung neuer biobasierter Kraftstoffe wurden spätestens beim Biosprit E 10 in der Öffentlichkeit notorisch. Dem deutschen Bauernpräsidenten Sonnleitner wäre der „dual use“-Einsatz von Biomasse jedenfalls willkommen, denn in der Nutzung von Nahrungs- und Futterpflanzen auch als Basis für Biokraftstoffe sieht er ein probates Mittel zu einer für die Bauern vorteilhafteren Marktpreisbildung ihrer Erzeugnisse.

Jedenfalls sind in der Bioökonomie umfassende, wenn nicht ganzheitliche Ansätze gefordert. Ökologie und Ökonomie sowie daraus entstehende gesellschaftliche Folgen und Bedürfnisse sind zu berücksichtigen und in neuen, nachhaltigen Lösungsmodellen zu verknüpfen oder zusammenzufassen. Den eigentlichen Fortschritt soll nach Wunsch der Bundesregierung im Wesentlichen die Biotechnologie erbringen. Ihre erste, 100 Mio. Euro schwere Fördermaßnahme erstreckt sich auf die „Weiße Biotechnologie,“ d.h. neue industrielle Verfahren und Fertigungsweisen.

Wissen als Grundlage

Ein weiterer Eckpfeiler der neuen Denkweise stellt die KBBE „Knowledge Based Bio-Economy” dar. Dieses Konzept entstand bereits im Jahr 2007 unter der deutschen Ratspräsidentschaft der EU. Damals schätzten 51 Experten aus Wirtschaft und Wissenschaft den weltweiten Umsatz der industriellen Biotechnologie bereits im Jahr 2030 auf ca. 300 Mrd. Euro. Hier kommt Spezialisten- wie umfassendem Generalistenwissen eine Schlüsselstellung zu: Mit mehr Wissen sollen neue hochentwickelte Bioprozess-Technologien entwickelt und umgesetzt sowie effizientere, umweltschonende sowie energiesparende Verfahren in der Chemie, dem Pharma- sowie dem Agrarsektor ermöglicht werden. Neuartige Produkte sollen z.B. durch genetisch veränderte Mikroorganismen wie Algen oder Schwämme hergestellt werden.

Die Biomasse und ihre Herstellung in bio-basierten Produktionsweisen wird nach Auffassung der Bundesregierung zum gewichtigen Wirtschaftsfaktor für die Agrar- und Ernährungswirtschaft aufsteigen. Deshalb wurde 2009 ein 19köpfiger Bioökonomierat als neues Beratungsinstrument geschaffen. Das aus Vertretern von Industrie und Wissenschaft bestehende Gremium bildete vier Arbeitsgruppen zu den Themenbereichen Boden, Pflanze, Tier und Biotechnologie. Der Gremiums-Vorsitzende Prof. Hüttl hält angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel und zunehmender weltweiter Nachfrage nach Rohstoffen bzw. Biomasse weitere Ertragssteigerungen in der Landwirtschaft für unumgänglich. Somit führt kein Weg an der grünen Gentechnik vorbei, die als Innovationsmotor zu gelten hat. Das Gros der ersten Forschungs-Ausgaben soll der Ernährungsforschung (ca. 1,1 Mrd. Euro) sowie der energetischen Nutzung (511 Mio. Euro) von Biomasse vorbehalten werden. Trotz der Teller-Tank-Problematik muss das Potenzial für zusätzliche nachhaltige Nutzungsmöglichkeiten von Biomasse weiter ausgelotet werden, ist sich das Berater-Gremium einig. Da Biomasse zunehmend fossile Rohstoffe im Kraftstoffsektor sowie in der Chemie ersetzen soll, muss sie trotz der knappen Ressourcen Boden, Wasser und Nährstoffe effektiver und nachhaltiger angebaut werden. Der neue Bioökonomierat empfiehlt deshalb, auf diesem Gebiet neue biobasierte Produkte und Verfahren zu entwickeln, ebenso neue biobasierte Energieträger. Neue Verfahren zur energiesparenden Herstellung von Lebensmitteln sollen entwickelt und implementiert sowie zunehmend größere Mengen verwertbarer Biomasse effizienter produziert werden. Außerdem wird empfohlen, die Produktivität bei der Herstellung von Grundnahrungsmitteln sowie deren Qualität zu steigern. Im sozialen Bereich sollen Partnerschaften mit Entwicklungs- und Schwellenländern eingegangen werden, um zum einen die Welternährung zu sichern und zum andern globale Verantwortung zu übernehmen.

Bioökonomierats-Mitglied Christian Patermann, früher EU-Direktor für Biotechnologie, Landwirtschaft und Ernährung in Brüssel, betonte, die Bioökonomie müsse sich nicht nur um Biomasse und Anbauflächen kümmern, sondern die Bekämpfung von Tierseuchen, die Alternsforschung, die biotechnologische Entwicklung von Enzymen für die Lebensmittelindustrie sowie die Herstellung von neuen Wirk- und Wertstoffen angehen. Zusammenfassend empfiehlt die Fachgruppe Biotechnologie im Bioökonomierat in ihrem Positionspapier den Aufbau einer wettbewerbsfähigen und nachhaltigen Bioökonomie in Deutschland. Gremiums-Vorsitzender Reinhard Hüttl: „Wir müssen die Bioökonomie stärker im System aufstellen und die Forschung in Deutschland in Wertschöpfungsketten zusammenführen.“ Beispielgebend wird die amerikanische Biotechnologie genannt. In den USA schufen die Biotech-Unternehmen bereits 240000 Arbeitsplätze, die ein BIP (Brutto-Inlands-Produkt) von 65 Mrd. USD (ca. 45 Mrd. Euro) erwirtschaften. Bei den Spezial- und Feinchemikalien werden bis 2025 die biobasierten Produkte einen Marktanteil von ca. 50 % und mehr erzielen.

Damit die angepeilten Fortschritte möglichst rasch zum Tragen kommen, wurden in Deutschland einige Märkte präselektiert, die sich zu weltweiten Leitmärkten weiter entwickeln können: Biokunststoffe, Bio-Schmierstoffe, Tenside, Enzyme und Arzneimittel. Weiter sind im Bereich erneuerbare Energien regenerative Quellen wie Wind- und Sonnenkraft, biologisch abbaubare Produkte, Erdwärme sowie Wellen-, Gezeiten- und Wasserkraftwerke zu nennen.

Der Bioökonomierat empfiehlt weiter, Innovationshürden in der Wirtschaft zu identifizieren und abzubauen sowie Vermarktungskapazitäten und -effizienzen weiter zu steigern. Neue Cluster sollen gebildet und verstärkt die interdisziplinäre Zusammenarbeit („Unusual Alliances“) unterschiedlicher Industriesegmente gefördert werden.

Lupinen-Eis und alkoholfreies Bier

Nicht alles ist Zukunftsmusik in der Bioökonomik. Einige interessante biotechnologische Fortschritte wurden bereits erzielt und sind es wert, hier wenigstens genannt zu werden: An der TU Berlin entwickelten Biotechnologen um Frank-Jürgen Methner mit einer bestimmten Mischung aus Hefen und Bakterien eine Biersorte, die weniger als 0,5 Volumenprozent Alkohol aufweist und trotzdem den typischen Biergeschmack besitzt. Sie ist seit 1.4.2011 als „Holsten alkoholfrei“ im Handel. Auch ein Lupinen-Eis mit gesunden Omega-Fettsäuren wurde vom Publikum auf Biotech-Veranstaltungen für gut und wohlschmeckend empfunden.

Neue Biomarker für eine entstehende Diabetes-Erkrankung wurden in Form von Anhydrosorbitol und Glyoxylat von Wissenschaftlern des Biotech-Unternehmens Metanomics Health, Berlin, in Blutproben des Bayerischen Roten Kreuzes gefunden. Damit kann die Volkskrankheit noch früher als bisher bekämpft werden. Dagegen müssen die Hersteller von Lebensmitteln mit beworbenem gesundheitlichen Zusatznutzen (Health Claims) auf Distanz zu ihrem zu engen, von der Pharmaindustrie entlehnten Gesundheitsbegriff gehen.

Richard E. Schneider*)

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  1. Freier Wissenschaftsjournalist, Brunnen- str. 16, 72074 Tübingen, Tel. 07071/253015.
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