Stärkung von Wissenschaft und Forschung zur Unterstützung der Transformation

Der dedizierte Bioökonomiestandort TUM Campus Straubing wird kontinuierlich ausgebaut und verfügt derzeit (Stand Mai 2023) über 23 etablierte Professuren von insgesamt geplanten 30 Professuren. Das Angebot am Campus umfasst derzeit 18 Studienprogramme, darunter Bioökonomie, Technologie biogener Rohstoffe, Biogene Werkstoffe und Sustainable Management and Technology. Studierende haben die Möglichkeit, ihre Qualifikationen im Bereich Bioökonomie durch Spezialisierungsmöglichkeiten in verschiedenen Studiengängen zu erweitern.
Neben den Studienangeboten stehen auch Weiterbildungsangebote für Fachexpert*innen und Führungskräfte zur Verfügung. Die Qualifizierungsprogramme des TUM Institute for Life Long Learning vermitteln Wissen zu neuesten Erkenntnissen auf dem Gebiet Bioökonomie.

Die Aus- und Weiterbildung von (zukünftigen) Expert*innen, Umsetzer*innen und Führungskräften steigern das Bewusstsein für die Bioökonomie in der Arbeitswelt und das Wissen rund um die interdisziplinären Themen und Inhalte.
Der Ausbau des TUM Campus Straubing und die breite Verfügbarkeit von Bioökonomie-bezogenen Studienprogrammen und Weiterbildungsangeboten beschreiben Entwicklungen mit Vorbildcharakter. Auch andere Hochschulen und Universitäten Bayerns nehmen die Bioökonomie in ihren Studienangeboten mehr in den Fokus (vgl. Maßnahme 37). Der SVB rät, die Entwicklungen konkret zu erfassen, um die Ausbildungsmöglichkeiten Bayerns in der Bioökonomie dezidiert darstellen und bewerben zu können. Auch sozialwissenschaftliche Aspekte der Bioökonomie über die wirtschaftswissenschaftlichen hinaus sowie ethische Aspekte der Bioökonomie sollten in der Lehre noch stärker thematisiert werden.

Mit der Hightech Agenda Bayern (HTA) und der Hightech Agenda Plus investiert der Freistaat bis 2027 insgesamt rund 5,5 Milliarden Euro für eine bundesweit einzigartige Technologieoffensive. In den letzten Jahren wurden auch neue Professuren mit Bezug zur Bioökonomie an den Bayerischen Universitäten und Hochschulen geschaffen, um den Forschungsstandort und das Angebot für Studierende weiter auszubauen.
Einige aktuelle Professuren im Rahmen der HTA mit Berührungspunkten zu
Themen der Bioökonomie (Stand: 13.06.2023) sind:

Die Investitionen des Freistaats Bayern in die Hightech Agenda leisten einen wichtigen Beitrag, um in zahlreichen Zukunftsdisziplinen neue Erkenntnisse zu generieren.
Mit der Hightech Agenda wurden bisher etwa drei Viertel von insgesamt 1000 neuen Professuren mit Forschungsauftrag geschaffen. Allerdings gibt es bei den Hochschulen für angewandte Wissenschaften zu den Professorenstellen häufig eine zu geringe Ausstattung und Unterstützung mit wissenschaftlichem und technischem Personal.
Der SVB sieht daher einen Bedarf, die Mittel für die personelle Aufstockung der Fachbereiche auszuweiten sowie die Forschungsmittel für Forschende in Bayern zu erhöhen, um die notwendige Ausstattung von Laboren und Forschungsanlagen sicherzustellen. Durch explizite Förderprogramme für die Forschung in den Bereichen der Bioökonomie könnten für einzelne Projektvorhaben zusätzliche Mittel generiert werden.
Besonderer Forschungsbedarf besteht zudem hinsichtlich sozialer, kultureller und ethischer Wirkungszusammenhänge der Bioökonomie. Es reicht demnach nicht aus, sich bei der Ausweitung der Forschung zur Bioökonomie auf technologische und naturwissenschaftliche Fachbereiche zu begrenzen. Auch Metathemen, die im Gesamtkontext einer ökologischen, sozialen Transformation von Bedeutung sind, müssen verstärkt untersucht werden. Die ganzheitliche, systemische Betrachtung komplexer Wechselwirkungen wird derzeit in der bayerischen Forschung zu wenig berücksichtigt.

Das „Green Fuel Center“ (Forschungszentrum Synthetische Kraftstoffe) der Technischen Universität München (TUM) ist in Straubing etabliert und soll weiter zu einem Nationalen Forschungszentrum für Erneuerbare Kraftstoffe (NFZEK) ausgebaut werden.
Das Leuchtturm-Projekt „Synergy Fuels“ startete im Januar 2023 mit einer Laufzeit von vier Jahren und wird über die Bundes-Förderrichtlinie „Maßnahmen zur Entwicklung regenerativer Kraftstoffe“ mit 13,6 Millionen Euro gefördert.
Seit 2021 erfolgt der Aufbau eines Fraunhofer-Zentrums für nachhaltige Kraftstoffe (ZENK). Dabei werden Verfahren in Straubing in Zusammenarbeit mit dem Institutsteil Sulzbach-Rosenberg des Fraunhofer-Instituts für Umwelt,- Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT die für die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen geeignet sind, entwickelt, erforscht und für den Einsatz in ersten Test-Mengen vorbereitet. Für den Aufbau des Zentrums stehen 20 Mio. € zur Verfügung.

Neben Kraftstoffen aus Wasserstoff können auch Treibstoffe aus CO2, Biomasse oder organischen Abfällen zum Einsatz kommen, die nachhaltige Mobilität ermöglichen, insbesondere dort, wo auch in Zukunft Kraftstoffe mit hohen Energiedichten notwendig sind. Vor allem in den Bereichen Schifffahrt und Aviation lassen sich derzeit batterieelektrische Antriebe kaum umsetzen. Ebenso muss der hohe Altbestand an Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor berücksichtigt werden. So sind erneuerbare Kraftstoffe ein wesentlicher Pfeiler der Defossilisierung im Mobilitätssektor. Der SVB plädiert daher für eine übergreifende Transformation des Mobilitätssektors, die eine Technologieoffenheit hinsichtlich zukünftiger Mobilität erfordert. Entscheidend ist eine sinnhafte und nachhaltige Verknüpfung von Strom, Wasserstoff, CO2 und biomassebasierten Kraftstoffen, die für die jeweilige Anwendung optimal konzipiert werden. Dies stellt Wissenschaft, Wirtschaft und insbesondere Politik vor eine Herausforderung, die eine systematische Überarbeitung der Mobilitätskonzepte erfordert.
Die Diskussion über die Nutzung von Biomasse für regenerative Kraftstoffe wird häufig ideologisch geführt, ohne eine Gesamtbetrachtung der Fragestellungen rund um die Rohstoff- und Energiewende einzubeziehen. Konkurrenzen mit dem Lebensmittelsektor und die Verfügbarkeit von Rohstoffquellen sind nach wie vor Kernpunkte des Streits ob nur Kraftstoffe der 2. Generation, d.h. aus Reststoffen gewonnene Kraftstoffe, gefördert bzw. zugelassen werden dürfen.
Dabei baut ein nachhaltiges Energiesystem sowohl auf die Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen, wie Kohlenhydrate und Fette, als auch auf die Verwendung von organischen Reststoffen und den Einsatz von Rohstoffen aus dem non-food-Bereich und gibt der Sicherung der Nahrungsmittelversorgung Priorität. Biogene Kraftstoffe der 2. Generation, wie z.B. Hydrogenated Vegetable Oils aus Reststoffen könnten den für die Sicherheit und Versorgung der Menschen eingesetzten Fahrzeugen und Maschinen vorbehalten werden, z.B. in der land- und forstwirtschaftlichen Produktion oder bei Feuerwehr und Militär. Wahrscheinlich werden Sie auch im Flugverkehr bevorzugt eingesetzt. Bei der Herstellung von 1G-Kraftstoffen fallen bei den sogenannten 1G-Prozessen Proteine für Food- und Feed-Anwendungen und zellulosehaltige Reststoffe als Nebenprodukte an und erhöhen somit den Ertrag aus der Nutzung von Pflanzen und reduzieren die äquivalenten Importmengen an Proteinen für Futtermittelzwecke z.B. aus Soja.
Die bestehenden Rohstoff- und Energiepotenziale gilt es zu priorisieren und insgesamt das Verkehrsaufkommen zu reduzieren sowie die Transformation zu einer sozial und ökologisch verträglichen Energieversorgung voranzutreiben.
Mit den bayerischen Forschungsstandorten wird die Weiterentwicklung der neuen Mobilitätskonzepte und Treibstoffe gesichert, der Transfer neuer Technologien in die Industrie und die wissensbasierte politische Gestaltung des Sektors gefördert. Der SVB empfiehlt sowohl die Förderung der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten als auch die Anpassung der Rahmenbedingungen, um Unternehmen in diesem Bereich langfristige Planungs- und Investitionssicherheit zu bieten.

Im Juli 2022 wurde der Fraunhofer-Gesellschaft in Freising eine Förderung in Höhe von 20 Mio. Euro für das Zentrum für biogene Wertschöpfung und Smart Farming überreicht.

Mit den gebündelten Kompetenzen von fünf Fraunhofer-Instituten plant die Fraunhofer-Gesellschaft mit dem Zentrum für Biogene Wertschöpfung und Smart Farming die gesamte Wertschöpfungskette im Bereich Lebensmittel im Sinne der Nachhaltigkeit neu aufzustellen und Unternehmen der Ernährungswirtschaft in ihrem Transformationsprozess zu begleiten. Das Zentrum gliedert sich in zwei Teilinitiativen, die sich in mehreren Standorten in Bayern und Mecklenburg-Vorpommern organisieren. Im Mittelpunkt stehen dabei die Erforschung und Entwicklung innovativer Technologien für eine nachhaltige Erzeugung und Weiterverarbeitung landwirtschaftlicher Produkte, also die Steigerung der biogenen Wertschöpfung.

Mit Förderung des StMWi haben der Chemie Cluster Bayern und der TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit eine gemeinsame Stelle zur Vernetzung von Wissenschaft und Industrie eingerichtet.
Zudem gibt es an den bayerischen Universitäten und Hochschulen laufend Aktivitäten und Projekte zur Förderung der Wissenstransfers, die der ­­­Freistaat Bayern fördert, wie aktuelle Beispiele zeigen:

Aufbau des ZBM (vgl. Maßnahme 40)

Projekt „Forschungsschwerpunkt Holzbasierte Bioökonomie“ (Programm zur Förderung der angewandten Forschung und Entwicklung an Hochschulen für angewandte Wissenschaften/Fachhochschulen; Programmsäule Forschungsschwerpunkte zum Ausbau von Forschungsstrukturen, StMWK)

Projekt „LabiHofa – Forschungsanlage zur Trocknung und Beleimung von Laubholzfasern für die Herstellung von biopolymergebundenen Holzfaserdämmstoffen“ (Ressortforschungsrahmen des StMELF)

Projekt „Polarex – Production of levulinic acid with reactive extrusion“
(Validierungsförderung des StMWi)

 Projekt „ValPolyReStrö- Validierung eines kontinuierlichen Prozesses zur Herstellung des Biopolymers Polyhydroxybutyrat (PHB) aus industriellen Reststoffströmen“ (Validierungsförderung des StMWi)

Aufbau der TUM Venture Labs Initiative seit 2022 zur Etablierung von domänenspezifischen Inkubatoren für Deep-Tech-Innovationen in aktuellen und zukunftsträchtigen Technologiefeldern. Im Bereich Bioökonomie sind insbesondere das TUM Venture Lab Sustainability/Circular zur Förderung und Unterstützung von Ausgründungen in den Bereichen Climate Action, Resilience und Responsible Resource Management und das TUM Venture Lab Food/Agro/Biotech für Geschäftsideen und Neugründungen in den Bereichen Landwirtschaft, Lebensmitteltechnologie und Biotechnologie relevant.

• 34 individuelle Erfinderberatungen zu Projekten im Bereich Bioökonomie in den letzten 3 Jahren

Projekt „Biobasierte Dämmstoffe für Wohngebäude in Bayern (BioDämm)“:
Ziel des Projekts ist es, den Status Quo der Verwendung von biobasierten Dämmstoffen in privaten Wohngebäuden in Bayern zu untersuchen. Das Projekt adressiert hierbei verschiedene wirtschaftliche und gesellschaftliche Akteurinnen und Akteure, nämlich private Hauseigentümer*innen und Bauherr*innen, das Baugewerbe sowie die Rolle von Kommunen.

Projekt „Herstellung und Analyse schaumstoffartiger Dämmstoffe aus Laubholz und Siliziumchemikalien (BuSiGC)“: Das Projekt soll mit der Herstellung innovativer Dämmstoffe einen Beitrag der Materialforschung zur effizienten Energieverwendung leisten.

Projekt „Smart Indoor Farming S2“: Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsbereichs ist eine effiziente, exakt kontrollierte und dadurch qualitativ hochwertige und sichere Produktion von wirtschaftlich relevanten pflanzlichen Rohstoffen.

Mit verschiedenen Projekten, Initiativen und Engagements zur Transformation der Wirtschaft können aus den bayerischen Hochschulen und Universitäten heraus neue Wertschöpfungskreisläufe, Prozesstechnologien und Produkte der Bioökonomie auf den Weg gebracht werden.
Die Zusammenarbeit der Institutionen und die interdisziplinäre Betrachtung der Forschungsfelder der Bioökonomie tragen dazu bei, Kooperations- und Synergiepotenziale zu identifizieren. Derzeit scheint die Forschung und der Transfer parallel (nebeneinander) an den bayerischen Hochschulen und Universitäten stattzufinden. Aus diesem Grund sollten Universitäten, Fachhochschulen, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und Industrie in Zukunft enger zusammenarbeiten. Durch die gemeinsame Nutzung von Wissen und Infrastruktur kann ein schneller Technologietransfer und darauffolgend die Prozessskalierung gelingen. Es sind Förderinstrumente daraufhin anzupassen oder bei Bedarf neu aufzubauen. Der SVB empfiehlt dazu Formate zur Vernetzung von Arbeitsgruppen und zum einfachen Austausch von Wissen und Erkenntnissen.

Die Bayerische Staatsregierung förderte verschiedene Cross-Cluster-Projekte, u.a. mit Beteiligung der Cluster Chemie, Neue Werkstoffe, Ernährung und Umwelt und die Stakeholder-Veranstaltung der Cluster Industrielle Biotechnologie (IBB) und Chemie im Juni 2022 (vgl. Maßnahme 47). In der kommenden Förderperiode der Cluster-Offensive Bayern soll die Bioökonomie im Querschnittsbereich „Nachhaltigkeit“ verankert werden.
Die Bayerische Staatsregierung unterstützt das Engagement der bayerischen Beteiligten im Netzwerkprojekt TransBIB (vgl. Maßnahme 43).

Der SVB empfiehlt auch in Zukunft die überregionale Zusammenarbeit in der Bioökonomie auszubauen. Dies gilt neben Unternehmen und Forschungseinrichtungen auch auf politischer Ebene. Nur durch eine interdisziplinäre und bundesweite Zusammenarbeit kann die Bioökonomie auf regionaler Ebene kohärent umgesetzt werden. Die Bund-Länder-Arbeitsgruppe zur Bioökonomie sollte den Austausch innerhalb und mit den Bioökonomie-Stakeholdern erweitern.
Die Einbindung der Cluster und die feste Verankerung der Bioökonomie im Querschnittsbereich „Nachhaltigkeit“ innerhalb der Cluster-Offensive Bayern können die zukünftige Zusammenarbeit und die Schaffung neuer Netzwerke befördern.

Mit der Cluster-Offensive fördert der Freistaat Bayern die Wettbewerbsfähigkeit der bayerischen Unternehmen in 17 Schlüsselbranchen. Die bayernweit tätigen Clusterplattformen vernetzen Unternehmen und Forschungseinrichtungen. Die Cluster helfen den Unternehmen, Produkte gemeinsam zu entwickeln, Unternehmensabläufe zu optimieren und Märkte zu erobern.