Chemie und Biotechnologie im Schulterschluss

Die Industrielle Biotechnologie ist schon heute die Zukunft einer nachhaltigen Chemie

  • Dr. Michael Puls, Managing Director, EvocatalDr. Michael Puls, Managing Director, Evocatal
  • Dr. Michael Puls, Managing Director, Evocatal
  • Dr. Marion Lammertz, Evocatal

Weltweit schließen sich Kooperationen zwischen Großchemie und jungen Biotechnologieunternehmen. Erst im Juni dieses Jahres erhielt die Biotechnologiefirma Evocatal frisches Kapital für die Umsetzung ihrer Wachstumsstrategie. Einer von zwei neuen Investoren ist Lanxess. Warum ist der Biokatalysespezialist so interessant für den global agierenden Spezialchemie-Konzern? Welche Bedeutung hat die Industrielle Biotechnologie für die chemische Industrie?

Die öffentliche Debatte über Nachhaltigkeit und Ressourcenverknappung hat in den vergangenen Jahren insbesondere der Industriellen Biotechnologie zu großem Aufschwung verholfen. Mit dieser Technologie sollen industrielle Produkte mit biologischen Werkzeugen hergestellt werden. Diese Werkzeuge sind Enzyme (Biokatalysatoren) und Mikroorganismen.

Die molekularbiologischen Techniken, mit denen diese Werkzeuge entwickelt werden, sind den in der Medizin eingesetzten Methoden sehr ähnlich. Sie sind jedoch auf die Herstellung industrieller Verbindungen und Materialien ausgerichtet. Das Produktspektrum, das damit zugänglich und kontinuierlich erweitert wird, überschneidet sich zunehmend mit dem der konventionellen chemischen Industrie.

Vorteile der Biotechnologie

Die Industrielle Biotechnologie ist in mehrfacher Hinsicht interessant für Unternehmen, denn neben neuartigen Prozessen und Wertschöpfungsketten baut sie auf nachwachsenden Rohstoffquellen auf.

Die vor einigen Jahren aufgekommene Tank-oder-Teller-Diskussion, bei der es um den Verdrängungswettbewerb zwischen der Nahrungsmittelproduktion und der Biokraftstoff-Industrie um die erforderlichen Anbauflächen geht, spielt dabei nur eine Nebenrolle. Die Debatte beschränkt sich doch auf den begrenzten Bereich der Energiegewinnung, für den alternative Technologien entwickelt werden.

Für die Produktion biobasierter Chemikalien hingegen werden zunehmend neue Rohstoffquellen erschlossen, die die Problematik der Anbauflächen umgehen, oder aber die Nahrungsmittelproduktion sogar ergänzen, z.B. durch die Verwertung von Abfallströmen aus der Landwirtschaft. Darüber hinaus führt die intensive Forschung an biologischen Systemen zu einer stetig steigenden Effizienz der biotechnologischen Produktionsprozesse - ein Trend, der sich schon allein aus wirtschaftlichen Gründen weiter fortsetzen wird.



Weitere Aspekte, die für Unternehmen von großem Interesse sind, gesellen sich hinzu, z. B. der Zugang zu neuen Produkteigenschaften der biotechnologisch erzeugten Materialien.

Ideen für eine biobasierte Chemie

Das zunehmende Verständnis der Zusammenhänge im globalen Stoffwechsel von Mikro- und Makroorganismen führt zu immer neuen Möglichkeiten, natürliche Stoffkreisläufe für technische Prozesse wirtschaftlich nutzbar zu machen. Schon heute können konventionelle Produktionsketten für bestehende Produkte mit biotechnologischen Prozessschritten ergänzt oder sogar vollständig ersetzt werden. Pharmazeutische Wirkstoffe sind dabei eher eine Nische.

Biopolymere hingegen, wie z.B. Polylactid (PLA) und Polyhydroxybuttersäure (PHB) oder andere Grundchemikalien, sind Beispiele für großvolumige industrielle Produkte, die in hohen Tonnagen in der Kunststoffproduktion eingesetzt werden. Die Biokatalyse bewegt sich damit aus einer Nischenposition heraus und entwickelt sich zu einer breit anwendbaren, zukunftsweisenden Alternative zu etablierten, oftmals erdölbasierten Technologien.

Dieses Potential lenkt zunehmend die Aufmerksamkeit konventionell orientierter Chemieunternehmen auf junge, innovative Biotechfirmen, die diese Technologien entwickeln und für neue Anwendungen bereitstellen.

Chemie und Bio: Seite an Seite

Lanxess ist weltweit der größte Hersteller von synthetischem Kautschuk. Bislang wurde in der Kautschukproduktion jedoch ausschließlich mit fossilen Rohstoffen gearbeitet. Seit 2011 entwickeln Lanxess und Evocatal in einem gemeinsamen Forschungsprojekt alternative Synthesewege unter Einsatz von Biokatalysatoren. Ziel des Projektes ist es, nachwachsende einheimische Rohstoffe zur Kautschukproduktion und damit erdölunabhängige Rohstoffquellen zu erschließen sowie den Schadstoffausstoß bei der Kautschukproduktion zu reduzieren.

Die über die gemeinsame Forschung begonnene Zusammenarbeit wurde im Juni 2013 durch eine Minderheitenbeteiligung von Lanxess an Evocatal intensiviert. Sie ist die erste Investition des Spezialchemie-Konzerns in ein Portfoliounternehmen des High-Tech-Gründerfonds. Der Konzern will sein Technologiespektrum stärken und den Markteintritt für biobasierte Produkte über seine verschiedenen Geschäftsfelder beschleunigen. Den Nutzen für das Unternehmen erläutert Dr. Bernd Lenders, bei Lanxess im Venturing-Team der Group Function „Innovation":

„Durch die Zusammenarbeit mit Evocatal bekomme ich hautnah mit, was die neuesten Methoden zur enzymkatalysierten Herstellung von „ganz normalen", also nicht-chiralen, chemischen Bausteinen sind. Mit dem Wissen um diese Methoden kann ich mit den Experten der verschiedenen Geschäftsbereiche nach neuen Ansätzen suchen und bei vielversprechenden Ideen die Fachleute beider Unternehmen zusammenbringen." Im Austausch dafür bekommt das Biotechnologieunternehmen Einblicke in die aktuellen Bedürfnisse des Marktes und kann so beurteilen, wo der eigene Ansatz die wertvollsten Beiträge liefern kann. „Diese Art der Kooperation ist für junge, technologieorientierte Unternehmen wie unseres ein wichtiger Erfolgsfaktor", so Dr. Thorsten Eggert, Geschäftsführender Gesellschafter der Evocatal: „So können Innovationen mit Markt und Anwendern optimal abgestimmt werden".

Kooperationen bringen neue Ideen

Das Investment von Lanxess, an dem sich neben den Altinvestoren auch die NRW-Bank beteiligte, nutzt das Biotechnologie-Unternehmen zur Fortführung der eigenen Wachstumsstrategie. „Wir werden unsere Kerntechnologien weiterentwickeln, um neben den bestehenden Geschäftsfeldern im Bereich der Pharma- und Feinchemie künftig auch Geschäftsfelder im Bereich der biobasierten Spezialchemikalien gemeinsam mit Chemieunternehmen zu erschließen.", so Dr. Michael Puls, Geschäftsführer von Evocatal.

Auch in anderen Märkten wie z.B. in der Bau- oder der Textilindustrie spielen Kooperationen dieser Art eine wesentliche Rolle, um Einsatzmöglichkeiten für Biokatalysatoren und damit nachhaltige und umweltschonende Produktionsprozesse zu entwickeln. Dies ist Ziel der Innovationsallianz „Funktionalisierung von Polymeren" (FuPol), einer vom BMBF geförderten Kooperation. Im Fokus stehen funktionalisierte, natürliche Polymere wie z.B. Lignin und Cellulose im Einsatz als Betonzusatzmittel für die Baustoffchemie sowie funktionalisierte, synthetische Polymere z.B. PET-Fasern, die veredelt werden und verbesserte Wascheigenschaften erhalten sollen. „Mit dem Start von FuPol stehen projektbezogen in den kommenden fünf Jahren 8 Mio. € zur Verfügung, mit denen innovative, auf Enzymen basierte Lösungen im Bereich der Polymermodifikation entwickelt werden", sagt Dr. Christian Leggewie, wissenschaftlicher Leiter von Evocatal und gleichzeitig Leiter der FuPol Innovationsallianz.

Bislang sind bereits einige Prozesse in der kommerziellen Anwendung, viele Weitere in Pilotphasen. Es ist eine Frage der Zeit, wann sie die Marktreife erlangen oder wann eine veränderte Marktsituation den Einsatz biotechnologisch erzeugter Produkte ermöglicht. Eines jedoch ist schon jetzt gezeigt: Die Industrielle Biotechnologie birgt langfristige Lösungen, und eine gute Zusammenarbeit zwischen Industrie, Forschung und Politik ist für ihren Erfolg entscheidend.

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