Biogenes CO2 aus industriellen Prozessen lässt sich als Rohstoff zur Herstellung von Proteinen und biologisch abbaubaren Kunststoffen nutzen – das EU-Forschungsprojekt UNICO₂RN hat genau das zur Aufgabe. Zehn Forschungseinrichtungen und Industriepartner aus ganz Europa arbeiten daran, CO2-Ströme aus Biomasseverarbeitung, Fermentation und organischer Abfallbehandlung in marktrelevante Produkte zu überführen.
Im Unterschied zu fossilem CO2 gehört biogenes Kohlendioxid zum natürlichen, kurzfristigen Kohlenstoffkreislauf und erhöht die atmosphärische CO2-Konzentration nicht. UNICO₂RN setzt auf bestehende biobasierte Infrastrukturen und integriert die Kohlendioxidnutzung in etablierte industrielle Wertschöpfungsketten, um diese unvermeidbaren Emissionen produktiv einzusetzen.
MOFs und Gasfermentation wandeln biogenes CO2 in mikrobielle Biomasse
Der technologische Kern von UNICO₂RN verbindet zwei komplementäre Verfahren. Metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) dienen der effizienten Abscheidung von biogenem CO2 in hoher Reinheit direkt an den Entstehungsquellen. Das so gewonnene CO2 wird anschließend in einem aeroben Gasfermentationsprozess eingesetzt, bei dem wasserstoffoxidierende Bakterien CO2 und Wasserstoff in mikrobielle Biomasse sowie Biopolymere umwandeln.
Die Prozesskette ist modular und flexibel aufgebaut, sodass CO2-Ströme unterschiedlicher Konzentrationen und Reinheitsgrade verarbeitet werden können. Unter nahezu marktreifen Bedingungen – Technologiereifegrad 7 – demonstriert UNICO₂RN die Prozessschritte an zwei verschiedenen Industrieanlagen. Der vollständige Ablauf umfasst CO2-Abscheidung, Biokonversion und nachgelagerte Verarbeitung, mit dem Ziel, mikrobielle Proteine für Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen sowie PHA-basierte Materialien als Ersatz für fossil-basierte Kunststoffe herzustellen. Polyhydroxyalkanoate (PHA) eignen sich dabei sowohl für biologisch abbaubare Kunststoffe als auch für langlebige Materialien.
Lebenszyklusanalysen und Zertifizierungsrahmen begleiten die Skalierung
Parallel zur technologischen Entwicklung führt UNICO₂RN umfassende Bewertungen zu Sicherheit, Umwelt und Nachhaltigkeit durch. Ökologische Lebenszyklusanalysen (LCA), techno-ökonomische und sozialwissenschaftliche Untersuchungen begleiten das Projekt mit dem Ziel, ein sicheres Prozessdesign sicherzustellen und die Vereinbarkeit mit neuen EU-Richtlinien sowie dem Zertifizierungsrahmen für CO2-basierte Produkte zu gewährleisten. Diese Bewertungen stützen zudem den verantwortungsvollen Skalierungsprozess.
Koordiniert wird das Projekt vom belgischen Forschungsinstitut VITO. Zum Konsortium gehören neun weitere Partner: AERBIO (NL), CO2BioClean (DE), IDENER (ES), Lesaffre (FR), NIZO Food Research (NL), nova-Institut (DE), NUADA (UK), SABIO Biomaterials (IT) und Veolia (BE). Das Projekt wird von der Europäischen Union unter dem Förderkennzeichen 10121426 gefördert.
