Möglichkeiten der Kaskadennutzung bei Miscanthus zur Erhöhung

Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und Ressourcenschutz
Institut für Lebensmittel- und Ressourcenökonomik
Bioeconomy Science Center, c/o FZ Jülich
Möglichkeiten der Kaskadennutzung bei Miscanthus zur Erhöhung der
Ressourceneffizienz
F. Winzer (M.Sc.), C.-P. Witzel (M.Sc.), Dr. Kraska, Prof.R. Finger, Prof. R.Pude
Miscanthus, ein schnell wachsendes C4-Gras mit hohen Biomasseerträgen ist ein viel
versprechender Rohstoff für die Bioökonomie. Aufgrund der Standortansprüche dieser lowinput Pflanze ist der Anbau von Miscanthus auch auf Flächen möglich, die nicht für die
Lebensmittelproduktion geeignet sind. Zusätzlich können ökosystemare Dienstleistungen,
wie Pytoremediation oder die Steigerung der Biodiversität auf den Flächen erfüllt werden.
Miscanthus eignet sich zur direkten energetischen Verwendung (Verbrennung) und zur
Produktion von Biokraftstoffen. In Bioraffinerien könnte Miscanthus aufgrund des hohen
Lignocellulosegehaltes zur Herstellung von Plattformchemikalien genutzt werden. Weitere
stoffliche Verwendungsmöglichkeiten wie Tiereinstreu, Kultursubstrat im Gartenbau, biobasierte Kunststoffe, Verbundwerkstoffe oder Dämmstoffe zeigen das enorme Potenzial von
Miscanthus als Rohstoff für eine biobasierte Industrie. Trotz der Fülle an
Verwendungsmöglichkeiten fokussiert sich die Industrie häufig auf die Nutzung eines
Produktes. Nebenprodukte werden oft als Abfall betrachtet, für den eine gezielte
Weiterverwendung nicht vorgesehen ist. Die Strategie einer nachhaltigen Bioökonomie sollte
die Steigerung der Rohstoffeffizienz und die Schonung der Umwelt sein. Die
Herausforderung besteht darin, für möglichst viele Neben- und Endprodukte eine gezielte
Weiterverwendung als Rohstoff für eine anschließende „zweite“ Verwertung (bzw. Recycling)
zu erschliessen. Dies ist durch die Kombination aus zunächst stofflicher und im letzten
Schritt energetischer Verwertung in einer Nutzungskaskade möglich. Die Entwicklung der
dafür notwendigen komplexen Wertschöpfungsketten erfordert einen interdisziplinären
Ansatz, der durch das Bioeconomy Science Center (BioSC) verfolgt wird. Der BioSC wird
vom Land Nordrhein Westfalen finanziert und bündelt die Kompetenz von über 50
Arbeitsgruppen aus den Bereichen der Pflanzenwissenschaft, der Prozess- und
Verfahrenstechnik, Mikrobiologie und Ökonomie. Im Rahmen des BioSC-Projektes „Cascade
Utilization of Miscanthus to incease resource efficiency“ konnte an der Modellpflanze
Miscanthus gezeigt werden, dass viele Verwendungsmöglichkeiten für Biomasse technisch
realisierbar sind und in einer Nutzungskaskade angeordnet werden können. Für die
Verknüpfung der einzelnen Nutzungsmöglichkeiten ist die Kenntnis der Rohstoffqualitäten
entlang der Wertschöpfungskette von zentraler Bedeutung. Die Qualität von Miscanthus als
Rohstoff ist von vielen abiotischen Faktoren (z.B. Wetter, Kulturführung,
Standortbedingungen und Erntezeitpunkt) und biotischen Faktoren (z.B. Sorte, Pathogene
und Schädlingen) abhängig und haben einen Einfluss auf die Zusammensetzung des
Ernteguts. Besonders wichtig sind hierbei die Gehalte an Lignocellulose und Mineralien.
Während für die Qualitätsbestimmung des Rohstoffes nach der Ernte auch langjährige
Erfahrungen und Kenntnisse vorliegen, gibt es nur wenige bis keine Daten über die Qualität
des Rohstoffes nach einer ersten Verwendung, und ob damit die Anforderungen für eine sich
anschließende Verwendung gegeben sind.
Ein weiteres Ziel des MisCas-Projekts ist die ökonomische Betrachtung dieser komplexen
Wertschöpfungsketten, die auch mehrere Nutzungskaskaden umfassen.
Weitere Informationen & Kontakt: Prof. Dr. R. Pude, Nachwachsende Rohstoffe, Institut für Nutzpflanzenwissenschaften und
Ressourcenschutz, Universität Bonn, [email protected], www.nawaro.uni-bonn.de, www.biosc.de

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