Aus nachwachsenden Rohstoffen können beispielsweise vor allem Polymere, Spezialchemikalien wie Lösungsmittel, Tenside oder Klebstoffe sowie chemische Zwischenprodukte hergestellt werden. „Bevor Biomasse in großem Umfang als Rohstoff eingesetzt werden kann, muss der Ausgangsstoff zuverlässig und nachhaltig verfügbar sein, und das in konstanter Qualität und zu wettbewerbsfähigen Preisen“, nennt Hirth wichtige Voraussetzungen. Die Verbesserung der Pflanzeneigenschaften und ihre Vorbereitung auf die stoffliche Nutzung sind deshalb ein Forschungsschwerpunkt. Das IME arbeitet zum Beispiel daran, die Kartoffel als biotechno-logisches Produktionssystem für neue Stärkequalitäten zu nutzen und aus anderen Nutzpflanzen natürlichen Kautschuk kostengünstiger bereitzustellen.

Maisernte © USDA

Pflanzen – wie Getreide, Hülsenfrüchte, Bäume oder Ölpflanzen, aber auch Algen – produzieren ein riesiges, aber bisher kaum genutztes Spektrum unterschiedlichster chemischer Verbindungen. „Es ist wirtschaftlich sinnvoll, die Diversität und die Syntheseleistung der Natur möglichst weit zu nutzen und alle wertvollen Inhaltsprodukte zu gewinnen“, betont Dr. Michael Menner vom Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackungen IVV.

Doch wie können die wertvollen Stoffe gewonnen werden? Die Fraunhofer-Institute arbeiten an Verfahren, um Raffinate wie Stärke, Lignin oder Fettsäuren als wichtige Zwischenstufen zu chemischen Produkten aus den Pflanzen zu extrahieren. Forscher des IVV haben dafür besonders schonende Trenn- und Fraktionierungsverfahren entwickelt, mit denen etwa Lupinen und Raps so entölt werden, dass auch die Proteine rein gewonnen werden. Forscher des UMSICHT und des ICT nutzen überkritische Fluide, um die wertvollen Inhaltstoffe zu extrahieren.

Die größten natürlichen Rohstofflieferanten sind unsere Wälder. Holz ist für die Papierproduktion unverzichtbar. Ein Abfallprodukt der Papierherstellung ist der Gerüststoff der Holzfasern, das Lignin. Jährlich fallen davon etwa 50 Mio Tonnen weltweit an. Lignin ist ein natürliches Polymer, aus dem man zusammen mit natürlichen Fasern und Additiven einen hervorragenden thermoplastischen Werkstoff herstellen kann, sprich einen Kunststoff, der bei einer bestimmten Temperatur schmilzt. Der große Vorteil: Der Werkstoff lässt sich auf herkömmlichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen wie ein synthetischer Thermoplast verarbeiten.