CO2 als Rohstoffquelle mittels biotechnologischer Verfahren

Die Biotechnologie bietet vielversprechende Ansätze zur Nutzung von CO₂ (Kohlenstoffdioxid) als Rohstoff. Sie hat das Potenzial, fossile Kohlenstoffquellen zu ersetzen und Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Viele dieser Verfahren müssen jedoch noch weiterentwickelt und für den industriellen Einsatz optimiert werden. Die biologische CO₂-Fixierung durch Mikroorganismen wie Bakterien, Algen oder Pilze kann CO₂ aufnehmen und in Biomasse wie Proteine, Lipide oder Kohlenhydrate umwandeln. Diese biobasierten Produkte können dann als Futtermittel, Düngemittel, Biokunststoffe oder Biokraftstoffe genutzt werden. Durch enzymatische Umwandlung von CO₂ oder enzymatische Kaskaden kann CO₂ in wertvolle chemische Verbindungen wie Ameisensäure, Kohlenwasserstoffe oder Polymere umgewandelt werden. Dieses enzymatische CO₂-Recycling ermöglicht es, aus dem Treibhausgas nicht nur Grundchemikalien, sondern auch Wertstoffe herzustellen. Ähnlich der natürlichen Photosynthese können photobiotechnologische Verfahren mit Hilfe von Sonnenlicht CO₂ in energiereiche Kohlenstoffverbindungen wie Zucker oder Lipide umwandeln. Etabliert ist auch die Vergärung. Dabei wird Kohlenstoffdioxid durch Bakterienstämme zusammen mit Wasserstoff oder Kohlenstoffmonoxid zu Chemikalien wie Essigsäure, Ethanol oder langkettigen Alkanen vergoren. Dies ermöglicht die biotechnologische Herstellung von Chemierohstoffen und Kraftstoffen aus CO₂.

Damit haben biotechnologische Verfahren das Potenzial, klassische chemische Produktionsprozesse zu ergänzen oder sogar zu ersetzen. Mit Hilfe von Fermentationsverfahren ist es beispielsweise möglich, CO₂ aus Rauchgasanlagen zu nutzen und in Alkohol und andere Chemikalien umzuwandeln. Treibhausgase werden so zu Rohstoffen.

Biotechnologische Verfahren zur Verwertung von CO₂ zur Erreichung folgender SDGs bei: