In Biokraftstoffe der zweiten Generation werden große Hoffnungen gesetzt, weil sie aus Abfallstoffen gewonnen werden können und nicht die ethischen Probleme der "Teller-Tank Debatte" aufwerfen. Zudem spart ihre Herstellung deutlich mehr Treibhausgase ein, als dies bei den Biokraftstoffen der Fall ist, die aus Raps oder Mais hergestellt werden. Bisher standen aber technische und finanzielle Gründe der Produktion dieser Abfallkraftstoffe entgegen.
"Das Problem ist, dass die verschiedenen Zucker durch dasselbe Transportsystem in die Hefen aufgenommen werden müssen. Dieses System bevorzugt die Aufnahme von Glucose und erst wenn diese verbraucht ist, kann auch die Xylose aufgenommen und in Bioethanol umgewandelt werden", erläutert Prof. Eckhard Boles vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Goethe-Universität.
Durchbruch in der Forschung
Frankfurter Forscher vom Institut für Molekulare Biowissenschaften der Goethe-Universität ist es jetzt gelungen, dieses Problem zu umgehen: Sie konnten ein Glucosetransportsystem in der Zellmembran der Hefen in ein spezifisches Xylosetransportsystem umwandeln. Verändert man nun die Hefen so, dass sie beide Transportsysteme besitzen, dann können sie in Zukunft die beiden Zucker Glucose und Xylose gleichzeitig und damit deutlich schneller zu Bioethanol umsetzen. "Damit ist ein weiterer Meilenstein bei der kostengünstigen Produktion von Bioethanol aus Abfallstoffen erreicht", so Boles. Die Studie wurde unter anderem vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft finanziert.
Anlagen in Italien und USA in Betrieb
Die Arbeitsgruppe von Prof. Boles hat in den vergangenen Jahren grundlegende Technologien entwickelt, um mit Hilfe von Hefen Abfallzucker zu Bioethanol umzusetzen. Die Produktion dieses sogenannten Cellulose-Ethanols ist inzwischen marktfähig geworden. Ende 2013 hat die Firma Beta Renewables in Norditalien die weltweit erste kommerzielle Produktion von jährlich etwa 75 Millionen Liter Bioethanol aus landwirtschaftlichen Reststoffen in Betrieb genommen. Die Inbetriebnahme weiterer Großanlagen in den USA soll im Laufe dieses Jahres folgen. Für das sogenannte Cellulose-Ethanol sollen pflanzliche Reststoffen wie Stroh, Holzresten und Landschaftspflegegut zum ein Einsatz kommen. Auch Energiepflanzen wie Rutenhirse oder Miscanthus, die keiner intensiven landwirtschaftlichen Bewirtschaftung bedürfen und auch auf minderwertigen Böden wachsen, kommen in Frage.
