Potenziale der C1-Umwandlung Wege von CO2 und Methan zu nachhaltigen Rohstoffen

Von Abgas zu Wertstoff: Forschende untersuchen, wie C1-Bausteine wie CO2 oder Methan biotechnologisch in Rohstoffe für die Bioökonomie umgewandelt werden können.

Bild: iStock, Panuwat Sikham
03.09.2025

Unser heutiger Lebensstandard erfordert große Mengen an Energie und Ressourcen und verursacht durch hohe CO2-Emissionen erhebliche Klimabelastungen. Ein möglicher Lösungsansatz ist die Rückgewinnung von Kohlendioxid aus Abfallströmen, um einen geschlossenen Kreislauf seiner Nutzung zu schaffen. Ein internationales Biotechnologie-Team um Prof. Dr. Dirk Tischler von der Ruhr-Universität Bochum untersucht, welche Optionen hierfür bestehen.

„Es geht uns um die Umstellung der Wirtschaft von Öl-basierten Prozessen auf nachhaltige, zirkuläre Bioökonomie“, bringt es Dirk Tischler auf den Punkt. Als mögliche Route mit diesem Ziel beschreiben die Forschenden die biotechnologische Umwandlung von sogenannten C1-Bausteinen wie Methanol, Methan, Ameisensäure oder Kohlendioxid zu Produkten der Wertschöpfungskette.

Ein Beispiel für einen solchen Prozess wäre etwa die Erzeugung von Methanol aus CO2 oder nachwachsender Biomasse. „In Kombination mit klimafreundlicher Energieversorgung stellt dies eine nachhaltige C1-Quelle dar, die durch sogenannte methylotrophe Organismen – natürlich oder modifiziert – zur Biomassebildung oder Biosynthese von Wertstoffen genutzt werden kann“, erklärt Dirk Tischler. Eine weitere Möglichkeit wäre das Design künstlicher Stoffwechselwege auf dem Reißbrett. Dank der synthetischen Biologie wurden schon zahlreiche zahlreiche enzymatische Lösungen erarbeitet, CO2 zu fixieren und in wertvolle Bausteine wie Pyruvat für weitere biotechnologische Verfahren umzuwandeln.

Hürden und Synergien

„So können biobasierte Rohstoffströme oder Abgase nutzbar gemacht werden“, sagt Dirk Tischler. Allerdings sind nicht alle Ideen und Konzepte schon auf dem Niveau der Nutzbarmachung oder gar technischen Umsetzung. Vor allem sind viele C1-basierte Prozesse noch zu teuer und damit nicht wirtschaftlich. Im aktuellen Artikel beleuchten die Forschenden die noch bestehenden Hürden und möglichen Synergien verschiedener Konzepte, um Ideen zu fördern, die es erlauben, C1-basierte Wertschöpfungsketten zu etablieren, Umweltprobleme anzugehen, Treibhausemission zu minimieren, und Ressourcen effizienter zu nutzen.

Förderung

Finanzielle Unterstützung kam von der Europäischen Union in Rahmen des Marie Skłodowska Curie Förderprogramms (955740), der Niederländischen Forschungsförderung (OCENW.XS23.3.002) sowie vom Österreichischen Wissenschaftsfonds und der Deutschen Forschungsgemeinschaft (536337083).

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