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09.11.2017Industrielle Biotechnologie: Wirksame Alternativen - CLIB2021 in der neuen Going Public

Die Beantwortung der eingangs gestellten Frage ist durchaus komplex. Denn die Erfahrung aus zehn Jahren -
Netzwerkarbeit im Cluster industrielle Biotechnologie CLIB2021 zeigt, dass sich diese Treiber aufgrund
wirtschaftlicher und sozialer Rahmenbedingungen kontinuierlich ändern. Von Dennis Herzberg

Bei Rohölpreisen zwischen 100 und 120 USD pro Barrel (Sorte Brent), wie sie in den Jahren vor 2014 über längere
Perioden vorlagen, und einem – wie prognostiziert – näher rückenden Peak Oil waren die Schlagworte „alternative Rohstoffe“ und „Rohstoffflexibilität“ an der Tagesordnung. Der Einsatz von Biomasse erschien allein aufgrund der Preisentwicklung fossiler Rohstoffe und sich (scheinbar)
verknappender Ressourcen notwendig und logisch. Aufwendigere Prozessschritte für den Aufschluss von
Biomasse schienen durch den Preisvorteil der Grundstoffe verkraftbar. Nur wenige Jahre später, nach dem
Schiefergas-Boom in den USA, einem auch hierdurch erneut in die Zukunft verschobenem Peak Oil und Preisen
von aktuell unter 60 USD pro Barrel Öl, ist der erwartete Preisvorteil nicht mehr gegeben.

"Aktuell ist eine hohe Dynamik für den Einsatz von Biomasse und biotechnologischen Prozessen in der Chemie zu erkennen."

Hohe Dynamik zu erkennen
Dennoch ist aktuell eine hohe Dynamik für den Einsatz von Biomasse und biotechnologischen Prozessen in der Chemie zu erkennen. So hat Genomatica im August 2017 einen neuen Prozess zur Herstellung von biobasiertem 1,3-Butandiol vorgestellt, der bereits im 85 m³-Maßstab läuft (skaliert bei EW Biotech). Verdezyne hat im Juli den Bau einer kommerziellen Anlage für 1,12-Dodecandisäure (DDDA) auf biologischer Basis in Malaysia gestartet.
Bereits im Juni hat Synvina, ein Joint Venture zwischen BASF und Avantium, eine Förderung durch die EU in Höhe
von 25 Mio. EUR für den Aufbau einer Pilotanlage für Polyethylenfuranoat (PEF) bekannt gegeben. Für diese
Entwicklungen scheinen offenbar andere Treiber vorzuliegen als die eingangs skizzierten. Auf Basis der Erfahrungen und Marktbeobachtungen bei CLIB begründet sich diese Dynamik nun nicht mehr durch Rohstofffragen, sondern basiert auf Entwicklungen von Seiten der Kundenmärkte der Chemie.
Nicht zuletzt durch die von den UN formulierten Sustainable Development Goals und das Pariser Klimaabkommen
wächst bei den Verbrauchern die Nachfrage nach umweltfreundlichen Produkten. Hierdurch werden auch die
bekannten Brand Owner zunehmend sensibel für diesen Themenraum. So werden von diesen Firmen inzwischen
fast durchgängig Nachhaltigkeitsziele formuliert, die Kenngrößen beinhalten, welchen Beitrag das eigene
Unternehmen zur Umwelt- und Ressourcenschonung leistet. So wird beispielsweise der Einsatz nicht toxischer
oder nicht umweltgefährdender Inhaltsstoffe unter den Themenraum Nachhaltigkeit gefasst. Auch wird eine
Senkung des eigenen Carbon Footprints innerhalb definierter Zeiträume vorgegeben.
Letzteres lässt sich am Beispiel IKEA veranschaulichen. Das Unternehmen zielt auf eine 50%-Reduktion der
eigenen CO2-Emissionen sowie eine 20%-Reduktion bei den Zulieferern (People & Planet Positive, IKEA Group
Sustainability Strategy for 2020). Dies zeigt einerseits auf, welchen Einfluss die Zulieferer bzw. die eingesetzten
Rohstoffe auf den Carbon Footprint eines Unternehmens haben, andererseits zeigt es auch den wachsenden
Druck auf die Zulieferer, nachhaltigere Lösungen anzubieten.

Situation in der Chemie
Diese Situation trifft auch für die chemische Industrie als primären Zulieferer dieser Rohstoffe oder Halbzeuge zu.
Auch hier wird ein Großteil der Emissionen durch die Eingangsstoffe verursacht. Zudem sind durch die
Effizienzsteigerungen der vergangenen Jahre und Jahrzehnte in den etablierten Prozessen nur noch geringe
CO2-Einsparungen wirtschaftlich umsetzbar (die Treibhausgasemissionen der Chemie konnten Stand 2011
gegenüber 1990 um 49% gesenkt werden [VCI]). Das größte Potenzial bietet daher die Umstellung auf nachhaltige Rohstoffe in Form biobasierter oder recyclter Stoffströme. Dies wird auch von den Brand Ownern gesehen und
entsprechend werden Ziele für die Umstellung der Produkte auf nachhaltigere Rohstoffe oder Inhaltsstoffe bis zu
einem definierten Zeitpunkt gesetzt. So hat die Firma LEGO im Jahr 2015 bekannt gegeben, dass 20 der bisher
eingesetzten Polymere bis zum Jahr 2030 durch nachhaltigere Alternativen ersetzt werden sollen. Hierfür hat
LEGO rund 130 Mio. EUR in ein „Sustainable Materials Center“ investiert, in dem solche alternativen Materialien
entwickelt und geprüft werden sollen.
Ausgehend von den Brand Ownern lässt sich also ein klarer Trend hin zu nachhaltigeren und biobasierten
Materialien feststellen. Nachhaltigkeit ist daher ein klarer Treiber für den Einsatz von Biotechnologie und
nachwachsenden Rohstoffen. Der Markt für solche Produkte wächst; es bleibt jedoch der aktuelle Preisnachteil von
Produkten und Prozessen auf Basis von Biomasse gegenüber ihren fossilbasierten Konkurrenten. Und bisher ist
nur in einigen Nischenmärkten zu beobachten, dass Kunden bereit sind, deutliche Aufpreise für Produkte zu -
akzeptieren, deren alleiniger Mehrwert darin besteht, biobasiert zu sein. Da momentan nur schwer absehbar
erscheint, ob und wann dieser Nachteil durch Effizienzsteigerungen und Skaleneffekte aufgeholt werden kann,
besteht ein vielversprechender Ansatz darin, zusätzliche Leistungsmerkmale aufzuzeigen.

"Von den Brand Ownern geht ein klarer Trend hin zu nachhaltigeren und biobasierten Materialien aus."

Projekt „HiPerln“
Solche Leistungsmerkmale können Funktionalitäten sein, die mit chemisch-katalytischen Prozessen auf Basis
fossiler Rohstoffe nur schwer oder gar nicht darstellbar sind. Mit der Identifikation und Prozessentwicklung solcher
Verbindungen beschäftigt sich daher auch ein aktuelles Projekt bei CLIB2021. Das vom nordrhein-westfälischen
Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie geförderte Projekt „Biotechnological Concepts
for High Performance Ingredients (HiPerIn)“ geht dabei gezielt von den Bedarfen der Brand Owner aus.
Anwendungsbereiche in den Märkten der Nahrungs- und Futtermittel oder der Lacke und Beschichtungen sind
beispielsweise Aromen, Farbstoffe und Vernetzer. Für diese Anwendungsfelder sollen im Projekt neue, biobasierte
Moleküle gefunden und F&E-Projekte zur Etablierung von Produktionsprozessen angestoßen werden.
Ein Beispiel solcher biobasierten Moleküle sind die Isoprenoide. Von dieser umfangreichen Stoffgruppe, die als
Aromen in Lebensmitteln oder als Bestandteil in Kosmetika eingesetzt wird, lassen sich nur einfache Vertreter
durch chemische Synthese herstellen. Komplexere Varianten müssen aufwendig extrahiert werden, wobei dann oft
Mischungen verschiedener Isoprenoide vorliegen. Die Weiterentwicklung fermentativer Verfahren zur Produktion
spezifischer, komplexer Isoprenoide kann daher einen Mehrwert darstellen und deren Nutzung für neue -
Anwendung durch eine größere Verfügbarkeit ermöglichen.
An dieser Stelle schließt sich auch der Kreis zu den aktuellen weltweiten Entwicklungen. Das von Synvina
produzierte PEF stellt eine biobasierte Alternative zum weitverbreiteten Polyethylenterephthalat (PET) dar. Neben
dem Vorteil, eine biobasierte Alternative zu sein, verfügt PEF über bessere Gasbarriere-Eigenschaften als PET,
wodurch eine geringere Materialdicke bei gleichbleibender Leistungsfähigkeit erreicht werden kann. Hier werden
demnach gleich zwei Mehrwerte kombiniert. In dieser Kombination sind Biotechnologie und Biomasse auch unter
den aktuellen wirtschaftlichen Rahmenbedingungen eine konkurrenzfähige Alternative zu chemisch-katalytischen
Prozessen und fossilen Rohstoffen. Zu betonen ist jedoch, dass es hier nicht um ein Entweder-oder geht. Gerade
die Kombination von biotechnologischen und chemischen Prozessschritten kann innovative und effiziente
Produktionsprozesse hervorbringen. Beides wird daher durch die Mitglieder des Clusters weiterverfolgt und
vorangetrieben.

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