A) Entwicklung von Prozessen zur optimierten und effizienten Nutzung heimischer Rest- und Abfallstoffe aus der Papier und Zellstoffindustrie sowie der Landwirtschaft

Die wichtigsten Ergebnisse des Klimaabkommen von Paris 2015 sind die Begrenzung der Erderwärmung auf weniger als 1,5 Grad und die Abkehr der Nutzung von Kohle und Erdöl. Die energetische und stoffliche Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen als Ersatz wird dabei eine sehr wichtige Rolle spielen.

Die Europäische Kommission hat bereits Jahr 2012 eine Strategie vorgestellt, mit der sie die Umstellung der europäischen Wirtschaft auf eine verstärkte und nachhaltige Nutzung erneuerbarer Ressourcen unterstützt. Angesichts der zur Neige gehenden fossilen Rohstoffe braucht Europa nicht nur Bioenergieträger, auch die Versorgung mit Basischemikalien, Baumaterial, Nahrungs- und Futtermitteln muss weiter gesichert sein.

Das Forschungsprojekt CAFB zielt genau in diese Richtung: Schwerpunkt ist die regionale Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen für die Produktion von flüssigen Bioenergieträgern und Biochemikalien durch die Entwicklung von technologischen Verfahren.

Aus ökomischen Gründen ist dabei das Konzept der reinen Biotreibstoffherstellung durch eine ganzheitliche Nutzung der eingesetzten Biomasse in einer Bioraffinerie ersetzt worden. Bei einer kompletten Rohstoffnutzung werden durch mehrere Verfahren mehrere Produkte hergestellt. Die alleinige Fokussierung auf Bioethanol mit Hefen wird ergänzt durch die Produktion z.B. von Biobutanol mit den entsprechenden Mikroorganismen.

Im Projekt werden von der FH OÖ Wels Team Biosciences und dem Kompetenzzentrum Holz GmbH –Wood K-Plus (http://www.wood-kplus.at/index.html) sowohl landwirtschaftliche Reststoffe (Stroh, Grassilage) als auch Reststoffe aus der Papier und Zellstoffindustrie untersucht.

Stroh als Rohstoff: Weltweit werden derzeit ca. 3,5 Mrd. Tonnen Stroh produziert. Daraus könnten ca. 800 Mio. t flüssige Bioenergieträgermit einem Wert von ca. 400 Mrd. €  produziert werden (Abb.3). Wertstoffe wie Oxalsäure, Zuckeralkohole und seltene Zucker die aus diesen Rohstoffen hergestellt werden könnten, würden das ökonomische Potential noch weiter erhöhen. Zumindest einen Teil dieses Rohstoffes nutzbar zu machen ist Ziel des Projektes.

Holz als Rohstoff: Weltweit werden jährlich ca. 130 Mio Tonnen Holz für die Herstellung von Chemical Pulp eingesetzt (ca. 30 Mio Tonnen europaweit) (siehe Abb. 4). Davon sind ca. 60 % Nadelholz und ca. 40% Laubholz. In Europa ist das Verhältnis Nadel- zu Laubholz ca. 70/30.

B) Zielsetzung, Methodik und geplante Ergebnisse

Die Arbeitsgruppe Biosciences der Fachhochschule Oberösterreich und Wood K plus haben in den letzten Jahren intensiv an der Verwertung von Rest und Abfallstoffen aus den Bereichen Landwirtschaft (FH OÖ) und Papier- und Zellstoffindustrie.

Im Projekt werden die Erfahrungen und Kompetenzen der Partner ausgetauscht und gebündelt um eine regionale Nutzung dieser nachwachsenden Rohstoffen für die Produktion von flüssigen Bioenergieträgern und Biochemikalien im Sinne eines Bioraffineriekonzeptes zu ermöglichen. Beispiele hierfür sind Furfural, Oxalsäure, Ribulose, Biobutanol, Bioethanol, Biodiesel.

Gemeinsam werden geeignete Rohstoff(ström)e identifiziert und charakterisiert, optimale Vorbehandlungsstrategien für jeden der geplanten Verwertungswege entwickelt; es erfolgt eine systembiologische Optimierung ausgewählter Mikroorganismen und eine technologische Optimierung der Biokonversionen und des Downstreamings. Abschließend werden Planungsunterlagen für eine Großversuchsanlage erstellt.

Durch die enge Kooperation der beiden wichtigsten oö Forschungsgruppen auf diesem Gebiet wird ausreichend große Zahl an Wissenschaftlern gebildet, um das Team international noch wahrnehmbarer zu machen.

Wels und Linz mit FH OÖ und Kompetenzzentrum Holz als Zentrum der österreichischen Bioenergie-/Bioraffinerieforschung (mit den dort ausgebildeten Fachkräften) wird Kristallisationskeim für alle weiteren notwendigen Technologieentwicklungen!