Kreislaufwirtschaft EU-Projekt verwandelt Abfall-CO2 in Proteine und Biokunststoffe

Das Forschungsprojekt UNICO₂RN nutzt biogenes Kohlendioxid aus Biomasseverarbeitung und Fermentation als wertvollen Rohstoff. Mithilfe von Bakterien entstehen daraus mikrobielle Proteine für Lebensmittel sowie biologisch abbaubare Kunststoffe.

Das EU-geförderte Forschungsprojekt UNICO₂RN startete offiziell im Juni 2025. Die Zielsetzung des Projektes besteht darin, die Nutzung von biogenem Kohlendioxid (CO₂) als Rohstoff zur Herstellung von Proteinen und Biokunststoffen zu demonstrieren. Daran arbeiten Forschungseinrichtungen und Industriepartner aus mehreren europäischen Ländern gemeinsam. Das Projekt nutzt dabei CO₂ aus biogenen Quellen wie der Biomasseverarbeitung, Fermentation und der organischen Abfallbehandlung, in deren Prozessen CO₂ als unvermeidbares Nebenprodukt entsteht.

Anders als fossiles CO₂, ist biogenes Kohlendioxid Teil des natürlichen, kurzfristigen Kohlenstoffkreislaufs und trägt nicht zur Steigerung der CO₂-Konzentration in der Atmosphäre bei. UNICO₂RN will diese Ströme wertbringend nutzen. Das Projekt baut entsprechend auf bestehende bio-basierte Infrastrukturen auf und integriert die CO₂-Nutzung in etablierte industrielle Abläufe und Wertschöpfungsketten.

UNICO2RN nutzt das abgeschiedene CO₂ zur Herstellung mikrobieller Proteine für die Lebens- und Futtermittelproduktion und für Biopolymere (Polyhydroxyalkanoate (PHA)) für biologisch abbaubare Kunststoffe und langlebige Materialien. Auf diese Weise zeigt das Projekt, wie innovative Technologien unvermeidbare biogene Emissionen in marktrelevante Produkte umwandeln können.

Integration von CO₂-Abscheidung und industrieller Biokonversion

Der Prozess kombiniert zwei komplementäre technologische Ansätze. Während metallorganische Gerüstverbindungen (MOFs) zur effizienten Abscheidung von biogenem CO₂ in hoher Reinheit direkt an den Quellen dienen, wird das abgeschiedene CO₂ anschließend in einem aeroben Gasfermentationsprozess mit wasserstoffoxidierenden Bakterien umgesetzt. Diese Mikroorganismen wandeln CO₂ und Wasserstoff in mikrobielle Biomasse und Biopolymere um.

Die Prozesskette ist modular und flexibel aufgebaut und ermöglicht hierdurch die Verarbeitung von CO₂-Strömen mit unterschiedlichen Konzentrationen und Reinheitsgraden. Die Prozessschritte werden an zwei verschiedenen Industrieanlagen unter nahezu marktreifen Bedingungen (Technologiereifegrad 7) demonstriert. Der gesamte Ablauf umfasst CO₂-Abscheidung, Biokonversion und die nachgeschaltete Verarbeitung. Damit will das Forschungsvorhaben die effiziente Herstellung mikrobieller Proteine für Lebensmittel- und Futtermittelanwendungen sowie von PHA-basierten Materialien demonstrieren, die fossil-basierte Kunststoffe erfolgreich ersetzen können.

Europäische Zusammenarbeit mit Fokus auf Sicherheit und Nachhaltigkeit

Neben der technologischen Entwicklung führt UNICO₂RN umfassende Bewertungen zu Sicherheit, Umwelt und Nachhaltigkeit durch. Ökologische Lebenszyklusanalysen (LCA) sowie techno-ökonomische und sozialwissenschaftliche Untersuchungen unterstützen ein sicheres Prozessdesign, den verantwortungsvollen Skalierungsprozess und die Vereinbarkeit mit neuen EU-Richtlinien sowie dem Zertifizierungsrahmen für CO₂-basierte Produkte.

Im Projekt arbeiten zehn Partner aus ganz Europa zusammen, die ihr Fachwissen aus Forschung und Industrie effektiv kombinieren. Koordiniert wird es vom Forschungsinstitut VITO (BE), zum Konsortium gehören zudem AERBIO (NL), CO2BioClean (DE), IDENER (ES), Lesaffre (FR), NIZO Food Research (NL), nova-Institut (DE), NUADA (UK), SABIO Biomaterials (IT) und Veolia (BE).

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