Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 - Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft - Research ...
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Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft
Impressum Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Bioökonomie 11055 Berlin Bestellungen Schriftlich an den Herausgeber Postfach 30 02 35 53182 Bonn Tel.: 01805 - 262 302 Fax: 01805 - 262 303 (0,14 Euro/Min. aus dem deutschen Festnetz, max. 42 ct./Min aus den deutschen Mobilfunknetzen) E-Mail: books@bmbf.bund.de Internet: http://www.bmbf.de oder http://www.biotechnologie.de Gestaltung biotechnologie.de, Berlin Druckerei DruckVogt, Berlin Bonn, Berlin 2010 Bildnachweise Fraunhofer Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT (Umschlag); BASF (S. 2, 33); fotolia (S. 5, 6, 13, 14, 15, 16, 23, 26, 35, 36, 39, 42, 43, 47); Syngenta (S. 9); pixelio (S. 18, 20, 22, 24, 28); Evonik Degussa (S. 30), UFZ (S. 45)
Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030 Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft
InHalt 1
Inhalt
Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1. Herausforderungen des 21. Jahrhunderts und die Perspektiven
einer Bioökonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2. Bioökonomie in Deutschland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3. vision und Ziele für eine bio-basierte Wirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
4. Handlungsfelder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4 .1 . Weltweite .Ernährung .sichern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4 .2 . Agrarproduktion .nachhaltig .gestalten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4 .3 . Gesunde .und .sichere .Lebensmittel .produzieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
4 .4 . Nachwachsende .Rohstoffe .industriell .nutzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4 .5 . Energieträger .auf .Basis .von .Biomasse .ausbauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
5. Querschnittsaktivitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6. Umsetzung der Strategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6 .1 . Forschungsförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6 .2 . Ressortforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
. ination .von .Forschung .und .Innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6 .3 . Nationale .und .internationale .Koord 46
6 .4 . Qualitätssicherung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
7. ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2 ZUSammenfaSSUnG
Zusammenfassung
Globale Ernährungssicherheit, nachhaltige
Rohstoff- und Energieversorgung aus Biomasse,
der Erhalt der biologischen Vielfalt, Klima- und
Umweltschutz sowie die Wettbewerbsfähigkeit
Deutschlands sind große Aufgaben zu Beginn
dieses Jahrhunderts. Um diese Herausforderungen
zu bewältigen, bedarf es neben gesellschaftlichen,
wirtschaftlichen und politischen Anstrengungen
intensiver Forschungsanstrengungen sowie neuer
Ansätze für Forschung und Innovation. Hier setzt
die neue Forschungsstrategie der Bundesregie-
rung an, mit der die Grundlagen für die weitere
Entwicklung einer wissensbasierten und internati-
onal wettbewerbsfähigen Bioökonomie ausgebaut
werden sollen. Die „Nationale Forschungsstrategie
BioÖkonomie 2030“ ist Bestandteil der Hightech-
Strategie und liefert für diese u. a. in den Bedarfsfel-
dern Energie/Klima sowie Gesundheit/Ernährung
wichtige Impulse.
Mit der „Nationalen Forschungsstrategie Das Konzept der Bioökonomie erfasst die Agrar-
BioÖkonomie 2030“ legt die Bundesregierung wirtschaft sowie alle produzierenden Sektoren und
die Grundlagen für die Vision einer nachhaltigen ihre dazugehörigen Dienstleistungsbereiche, die
bio-basierten Wirtschaft bis zum Jahr 2030, deren biologische Ressourcen – wie Pflanzen, Tiere und
vielfältiges Angebot die Welt ausreichend und Mikroorganismen – entwickeln, produzieren, ver-
gesund ernährt sowie mit hochwertigen Produk- und bearbeiten oder in irgendeiner Form nutzen.
ten aus nachwachsenden Rohstoffen versorgt. Sie erreicht damit eine Vielzahl von Branchen wie
Diese Vision lebt von der Entwicklung einer freien, Land- und Forstwirtschaft, Gartenbau, Fischerei
dynamischen und innovativen Wissensgesell- und Aquakulturen, Pflanzen- und Tierzüchtung,
schaft, die die Ergebnisse aus den Lebens- und Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie sowie die
Technikwissenschaften mit Aufgeschlossenheit Holz-, Papier-, Leder-, Textil-, Chemie- und Pharma-
und Neugier aufnimmt sowie den (bio)technischen industrie bis hin zu Teilen der Energiewirtschaft.
Fortschritt und die Globalisierung als Chancen Bio-basierte Innovationen geben auch Wachs-
versteht. Sie setzt sich zum Ziel, die Chancen der tumsimpulse für weitere traditionelle Sektoren,
wissensbasierten Bioökonomie optimal zu nutzen z. B. im Rohstoff- und Lebensmittelhandel, in der
und in dauerhaftes wirtschaftliches Wachstum IT-Branche, im Maschinen- und Anlagenbau, in der
umzusetzen. Deutschland soll zu einem führenden Automobilindustrie, in der Umwelttechnologie, in
Forschungs- und Innovationstandort in der Bioöko- der Bauwirtschaft sowie in zahlreichen Dienstleis-
nomie werden. Dies kann einen Wachstumsschub tungsbranchen.
für bio-basierte Produkte, Energien, Verfahren und
Dienstleistungen bewirken und die Wettbewerbs- Für die weitere Entwicklung zu einer wissensba-
fähigkeit der deutschen Wirtschaft im weltweiten sierten, international wettbewerbsfähigen Bioöko-
Maßstab stärken. Dieser Strukturwandel von einer nomie werden mit der Forschungsstrategie fünf
erdöl- zu einer bio-basierten Wirtschaft muss prioritäre Handlungsfelder gesetzt: weltweite Er-
fortgesetzt werden. Angestrebt wird eine Technolo- nährungssicherheit, nachhaltige Agrarproduktion,
gieführerschaft sowie Vorreiterrolle bei der Lösung gesunde und sichere Lebensmittel, nachwachsende
globaler Herausforderungen durch die Förderung Rohstoffe industriell nutzen sowie Energieträger
von Forschung und Innovation für die Bioökono- auf Basis von Biomasse. Die Ernährungssicherheit
mie, auch als Verpflichtung gegenüber internatio- genießt dabei stets Vorrang. Um Zielkonflikte
nalen Partnern und nachfolgenden Generationen. zwischen diesen Handlungsfeldern aufzulösen,
Die Biotechnologie ist dabei ein wichtiger Impuls- sind ganzheitliche Ansätze gefordert, die ökologi-
geber. sche, wirtschaftliche und gesellschaftliche Belange
ZUSammenfaSSUnG 3
gleichermaßen berücksichtigen und im Sinne gewinnen, den Technologietransfer zu beschleu-
nachhaltiger Lösungen integrieren. Leitlinien bei nigen, die internationale Zusammenarbeit auszu-
der Umsetzung der Forschungsstrategie sind daher weiten sowie den Dialog mit der Öffentlichkeit zu
die nachhaltige Versorgung mit Nahrungsmit- intensivieren. Die „Nationale Forschungsstrategie
teln, nachwachsenden Rohstoffen, Produkten und BioÖkonomie 2030“ setzt auf den Ideenreichtum,
Energien, die Erfassung aller Nutzungswege von die Innovationskraft sowie auf die Eigeninitiative
Biomasse sowie die Betrachtung kompletter Wert- von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern
schöpfungsketten. und unterstützt diese durch gezielte Förderung.
Die Forschungsstrategie setzt Schwerpunkte für
Die „Nationale Forschungsstrategie BioÖkono- die nächsten Jahre. Dabei werden Anpassungen an
mie 2030“ identifiziert die für jedes Handlungsfeld aktuelle Entwicklungen auch während der Laufzeit
notwendigen Maßnahmen. Diese Maßnahmen im Sinne eines lernenden Programms einfließen.
dienen auch dazu, Stärken in Wissenschaft und
Wirtschaft auszubauen, Schwächen zu kompen-
sieren und Innovationshemmnisse zu beseitigen.
Hier gilt es, interdisziplinäre Kompetenzen zu
Unsere Vision
Eine am natürlichen Stoffkreislauf orientierte, nachhaltige bio-basierte Wirtschaft, deren vielfältiges
Angebot die Welt ausreichend und gesund ernährt sowie uns mit hochwertigen Produkten aus
nachwachsenden Rohstoffen versorgt.
Unsere strategischen Ziele
1. Deutschland soll im internationalen Vergleich zu einem dynamischen Forschungs- und
Innovationsstandort für bio-basierte Produkte, Energien, Verfahren und Dienstleistungen werden.
2. Mit unserer Forschung wollen wir zugleich Verantwortung für die Welternährung sowie beim
Klima-, Ressourcen- und Umweltschutz übernehmen.
Unsere Maßnahmen
Gesunde und sichere Agrarproduktion nachhaltig
Weltweite Ernährung sichern
Lebensmittel produzieren gestalten
Energieträger auf Basis Nachwachsende Rohstoffe
von Biomasse ausbauen industriell nutzen
Querschnittsaktivitäten: Kompetenzen interdisziplinär ausbauen, internationale Zusammenarbeit nutzen,
Transfer in die Praxis beschleunigen und Dialog mit der Gesellschaft intensivieren
Abbildung 1: Zusammenfassende Darstellung der Vision, Ziele und Maßnahmen der „Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“
4 1. HeraUSforDerUnGen DeS 21. JaHrHUnDertS UnD DIe PerSPeKtIven eIner BIoöKonomIe
1. Herausforderungen des 21. Jahrhunderts
und die Perspektiven einer Bioökonomie
E Produktion Luft, Böden und Gewässer, Klima und
Ökosysteme insgesamt wenig zu belasten, die bio-
logische Vielfalt zu fördern sowie mit begrenzten
Ressourcen wie Boden, Wasser und Nährstoffen
verantwortungsvoll umzugehen. Gleichzeitig ist
die agrarische Produktion sowohl vom Klimawan-
del betroffen als auch Emittent von Treibhausga-
sen. Der effiziente und schonende Umgang mit den
natürlichen Ressourcen sowie ihre maßvolle und
nachhaltige Nutzung sind dringliche Aufgaben,
F um die Ernährung der Menschheit zu sichern, ohne
die Lebensgrundlage für nachfolgende Generatio-
nen zu gefährden.
Durch die Zunahme der Weltbevölkerung auf über
9,5 Milliarden Menschen bis 2050, die zugleich mit Internationale verantwortung übernehmen
veränderten Konsumwünschen einhergeht, wird die und Chancen der Globalisierung nutzen
globale Ernährungssicherheit zu einer wichtigen Zu-
kunftsaufgabe. Gleichzeitig nimmt die weltweit zur Die Versorgung mit Nahrungsmitteln, Energie und
Verfügung stehende landwirtschaftliche Nutzfläche Rohstoffen sowie der Schutz von Klima und Umwelt
durch Bodendegradierung und Ausdehnung der sind nicht nur im nationalen Interesse, sondern
Siedlungsflächen stetig ab; durch Klimaveränderung auch eine globale Verpflichtung. Die Nutzung des
wird diese Flächeneinbuße noch verschärft. technologischen Fortschritts ist damit eine Pflicht-
aufgabe, die Wissenschaft und Wirtschaft gleicher-
In den Industrieländern zeichnet sich hingegen maßen fordert. Für Unternehmen ergibt sich durch
ein Anstieg ernährungsassoziierter Krankheiten – innovative Produkte und Verfahren die Chance zur
wie z. B. Adipositas, Diabetes, Allergien, Herz- und Technologieführerschaft sowie die Möglichkeit,
Kreislauf-Erkrankungen – ab. Dies hat weitreichende den notwendigen Übergang zur nachhaltigen
gesellschaftliche Folgen, wie z. B. hohe Kosten für das Produktion weltweit mitzugestalten sowie von
Gesundheitssystem. internationalen Partnerschaften und Wachstums-
märkten zu profitieren. Wissensbasierte Ansätze
R und marktorientierte Lösungen erhöhen entschei-
dend die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen
Wirtschaft.
Aufgrund der Endlichkeit fossiler Ressourcen und
dem damit verbundenen Preisanstieg wird die Nach- Perspektiven einer wissensbasierten
frage nach erneuerbaren Energien und Rohstoffen Bioökonomie
stark ansteigen. Unter den erneuerbaren Energien
liefert die Bioenergie bereits heute den größten Bei- Die vorgenannten Herausforderungen verdeut-
trag bei Strom, Wärme und Kraftstoffen. Biomasse lichen, dass auf abnehmender landwirtschaftlicher
bildet auch die einzige erneuerbare Kohlenstoffquel- Nutzfläche mehr Biomasse international wett-
le für die stofflich-industrielle Nutzung. Zudem be- bewerbsfähig und nachhaltig produziert werden
sitzen biologische Ressourcen ein enormes Reservoir muss. Unter dieser Prämisse gilt es, effiziente und
an natürlichen Stoffen für industrielle Zwecke, die ganzheitliche (systemische) Lösungswege zu
ressourcenschonend hergestellt werden können. finden.
Klima und Umwelt für eine Ein vielversprechender Ansatz für diesen Struk-
nachhaltige entwicklung schützen turwandel von einer erdöl- zu einer bio-basierten
Wirtschaft, der ökonomische Prosperität zugleich
Die Herausforderung besteht darin, mit einer mit ökologischer und gesellschaftlicher Verträglich-
effizienten und standortangepassten agrarischen keit ermöglichen kann, ist die Stärkung der wissens-
1. HeraUSforDerUnGen DeS 21. JaHrHUnDertS UnD DIe PerSPeKtIven eIner BIoöKonomIe 5
basierten Bioökonomie1 durch gezielte Förderung beitragen. Aus den Herausforderungen wird sich
von Forschung und Innovation. Dazu gehören die zudem eine wachsende Nachfrage nach innovati-
Agrarwirtschaft sowie alle produzierenden Sekto- ven Produkten, Verfahren und Dienstleistungen
ren und ihre dazugehörigen Dienstleistungssekto- ergeben. Dies wiederum bedeutet Chancen für den
ren, die biologische Ressourcen – wie Pflanzen, Tiere Technologie- und Wirtschaftsstandort Deutsch-
und Mikroorganismen – entwickeln, produzieren, land. Bioökonomie steht daher auch und gerade für
ver- und bearbeiten oder in irgendeiner Form nut- die Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit sowie für
zen. Bioökonomie erreicht eine Vielzahl von Bran- Wachstum und Beschäftigung.
chen wie Land- und Forstwirtschaft, Fischerei und
Aquakulturen, Pflanzen- und Tierzüchtung, Nah- Die ökomischen, ökologischen und gesellschaft-
rungsmittel- und Getränkeindustrie sowie die Holz-, lichen Perspektiven der Bioökonomie sind nur
Papier-, Leder-, Textil-, Chemie- und Pharmaindus- durch zunehmendes Wissen über die zugrunde
trie bis hin zu Teilen der Energiewirtschaft. Bio-ba- liegenden biologischen Vorgänge und Systeme in
sierte Innovationen können auch Wachstums- und Verbindung mit den technischen Möglichkeiten
Entwicklungsimpulse für weitere Sektoren geben, sowie deren Wechselwirkung im Ökosystem bzw. zu
z. B. im Rohstoff- und Lebensmittelhandel, in der den gesellschaftlichen Auswirkungen realisierbar.
IT-Branche, im Maschinen- und Anlagenbau, in der Die vielfältigen und dynamischen Interaktionen –
Automobilindustrie, in der Umwelttechnologie, in von der molekularen Ebene über die Ebene der
der Bauwirtschaft sowie in zahlreichen Dienstleis- Organismen zu den Wechselwirkungen zwischen
tungsbranchen. Diese Sektoren bestimmen ande- der Biosphäre und dem Klimasystem bis hin zu den
rerseits auch wesentlich die Leistungsfähigkeit der Veränderungen für die Gesellschaft – beginnt man
Bioökonomie. erst in Ansätzen zu verstehen.
Eine international wettbewerbsfähige, wissens- Neue quantitative Methoden – wie z. B. Hoch-
basierte Bioökonomie kann wesentlich zur Wahr- durchsatzanalysen und -synthesen, automatisierte
nehmung globaler Verantwortung in der Gegen- und bildgebende Verfahren und die Möglichkeit
wart und zur Vorsorge für künftige Generationen zur Erfassung und Auswertung großer Datenmen-
gen als Grundlage zur Modellierung – werden den
1 Die Begriffe Bioökonomie, wissensbasierte Bioökonomie und bio- Erkenntnisprozess beschleunigen. Die Kenntnis
basierte Wirtschaft werden im Folgenden als Synonyme behandelt. von biologischen Strukturen und der damit verbun-
6 1. HeraUSforDerUnGen DeS 21. JaHrHUnDertS UnD DIe PerSPeKtIven eIner BIoöKonomIe
denen Funktionen auf der Mikro- bis Nanoebene und der für den Menschen wichtigen Ökosystem-
bieten vielfältige Anwendungen in den Bereichen dienstleistungen wären Anwendungsbespiele für
Materialwissenschaften, Analytik sowie Stoff- und ein optimiertes Wissensmanagement. Je mehr man
Energiewandlung bzw. -speicherung. Ein vertieftes in der Lage sein wird, die Bausteine bzw. Baupläne
Verständnis der biologischen Vorgänge insbeson- von biologischen Systemen in ihrer Komplexität
dere in ihrer zeitlichen Dimension wird es erlauben, quantitativ zu beschreiben, zu verstehen sowie ihre
belastbare und reproduzierbare Vorhersagen zu Reaktion auf äußere Einflüsse vorherzusagen, desto
treffen, wie diese Systeme z. B. auf äußere Einflüsse mehr wird man sie auch zum Vorteil von Mensch und
reagieren oder wie ihre Leistungsfähigkeit optimiert Umwelt technisch nutzen können. Diese Perspektive
und sie nachhaltig genutzt werden können, das heißt ist die Basis für den Aufbau einer wissensbasierten
beispielsweise, ohne dabei direkt oder indirekt an- Bioökonomie (s. Abbildung 2), in der interdisziplinär
dere Bereiche der Natur und Umwelt zu schädigen. in Kooperationen und Netzwerken zusammengear-
Modelle zur Vorhersage des Einflusses des Klimawan- beitet, Wissen ganzheitlich (systemisch) integriert
dels auf einzelne Arten und/oder auf Ökosysteme und zu Innovationen geführt wird.
Klima-/
Welternährung Umweltschutz
Dienst- Chemie-/ Holz-/Zellstoff- Lebensmittel-
leistungen Pharmaindustrie Industrie industrie
Biotechnologie
Handel Maschinen-/ Tier-/ Fischerei
Anlagenbau Land-/ Energie- Pflanzenzucht
Forstwirtschaft wirtschaft
Innovationen für …
Biologische Systeme verstehen,
vorhersehen und nutzen
Ökosystem Organismen Gene
Integration des Wissens von …
Chemie Biologie athemati Physik
M
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Interdisziplinär International
Abbildung 2: Perspektiven der wissensbasierten Bioökonomie2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD 7
F
• In .der .Helmholtz-Gemeinschaft .Deutscher .
Forschungszentren .(HGF) .wird .vor .allem .im .
Bereich .Schlüsseltechnologien .rund .um .die .
komplexen .Themen .der .Bioökonomie .unter .
Einsatz .von .Großgeräten .und .entlang .lang-
fristiger .strategischer .Programme .geforscht . .
Hierzu .zählen .u . .a . .Institute .aus .der .P flanzen-, .
Umwelt-, .Geo- .und .Klimaforschung, .der .
Biotechnologie .sowie .aus .den .Ingenieurwis-
senschaften .
• Die .Institute .der .Max-Planck-Gesellschaft .
(MPG) .leisten .insbesondere .in .den .Bio .wissen-
Ein Großteil der Forschungsaktivitäten im Bereich der schaften .wesentliche .Grundlagenforschung .
Bioökonomie erfolgt im Rahmen der industriellen für .eine .wissensbasierte .Bioökonomie .
Forschung in der Privatwirtschaft, die hier erhebliche
Mittel investiert. Diese werden sowohl für die eigene • In .der .Wissenschaftsgemeinschaft .Gottfried .
Forschung im Unternehmen als auch zunehmend für Wilhelm .Leibniz .( WGL) .bearbeiten .mehr .
gemeinsame Projekte mit Partnern aus der Wissen- als .15 .Institute .vorwiegend .aus .der .Sektion .
schaft aufgewandt. Die in diesem Sektor durchge- Lebenswissenschaften .Themen .der .Bio-
führte Forschung ist naturgemäß stark anwendungs- ökonomie, .stellen .Infrastrukturen .bereit . .
orientiert und zielt auf unmittelbar verwertbare und .erbringen .forschungsbasierte .Dienst-
Ergebnisse (weitere Informationen zur Wirtschaft s. leistungen .
nachfolgender Abschnitt).
• I . nstitute .der .Fraunhofer-Gesellschaft .(FhG) .
Die Grundlagenforschung zur Nutzung biolo- im .Verbund .Lebenswissenschaften .sowie .
gischer Ressourcen integriert eine Vielzahl von zunehmend .auch .in .anderen .Verbünden .
unterschiedlichen Wissenschaftsdisziplinen, betreiben .anwendungsorientierte .Forschung .
u. a. die Agrar- und Ernährungswissenschaften, zur .Bioökonomie .und .transferieren .wissen-
Biologie und andere Naturwissenschaften, Mathe- schaftliche .Erkenntnisse .in .die .Praxis .
matik, Umwelt-/Geo- und Klimaforschung sowie
Informatik, Teile der Ingenieurwissenschaften und
der Sozial- bzw. Wirtschaftswissenschaften. Diese
Wissenschaftsdisziplinen sind im Rahmen der Neben den außeruniversitären Forschungsein-
staatlich finanzierten Forschung an zahlreichen richtungen finanzieren einige Bundesressorts eine
Hochschulen, außeruniversitären Forschungsein- umfangreiche Ressortforschung mit Bezug zur
richtungen, Akademien sowie an Instituten der Bioökonomie. Hauptaufgabe der Ressortforschung
Ressortforschung verankert. ist es, wissenschaftliche Entscheidungshilfen für
die Ernährungs-, Landwirtschafts-, Verbraucher-
Die außeruniversitäre Forschungslandschaft sowie Umwelt- und Naturschutzpolitik des jeweili-
umfasst im Bereich der Bioökonomie ungefähr gen Bundesressorts zu erarbeiten. Dazu zählt auch
50 Institute aus den vier großen deutschen For- die Bereitstellung einer messtechnischen Infra-
schungsorganisationen (s. Abbildung 3), die struktur, ohne die regulatorische Grenzwerte nicht
ausschließlich oder teilweise Forschungsfragen der festgelegt oder etwaige Überschreitungen nicht
Bioökonomie bearbeiten. Sie werden gemeinsam belastbar ermittelt werden können. Ihre Forschung
durch Bund und Länder finanziert. richtet sich nach den Fachaufgaben des jeweili-
gen Ressorts. Die Erkenntnisse der Einrichtungen
dienen zugleich auch dem Gemeinwohl sowie den
Verbraucherinnen und Verbrauchern.8 2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD
Kiel Rostock
Hamburg
Bremen
Berlin
Hannover
Magdeburg
Göttingen
Düsseldorf Dresden
Erfurt Leipzig
Köln
Frankfurt a. M.
Mainz
Nürnberg
Heidelberg
Saarbrücken
Stuttgart
München
Freiburg
Max-Planck-Institute Helmholtz-Institute Ressortforschung
Leibniz-Institute Fraunhofer-Institute
Bioökonomierelevante Aktivitäten: ausschließlich teilweise
Abbildung 3: Vom Bund mitfinanzierte Forschungseinrichtungen mit Schwerpunkten in der Bioökonomie2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD 9
Auf internationaler Ebene wird ein weltweit
einzigartiges Netzwerk, die Beratungsgruppe für
Internationale Agrarforschung (CGIAR), durch die
Bundesregierung seit 1971 unterstützt. Es werden
Forschungsaktivitäten zur Steigerung der Nah-
rungsmittelproduktion bei gleichzeitiger Siche-
rung der natürlichen Ressourcen in einem Netz-
werk von 15 Forschungszentren weltweit gefördert.
Ebenfalls wird der Einsatz von Wissenschaftlerin-
nen und Wissenschaftlern aus Deutschland in den
internationalen Zentren unterstützt. Hierdurch
wird die Verbindung zwischen den internationa-
len Agrarforschungszentren und der deutschen
landwirtschaftlichen Forschung verbessert und
spezielles Know-how aus der deutschen Agrarfor-
schung international verfügbar gemacht.
Innovationspotenziale
Die Bereitstellung von biologischen Ressourcen
erfolgt vor allem durch die Land- und Forstwirt-
schaft sowie Fischerei, diese Branchen sind daher
eine wichtige Basis der deutschen Bioökonomie.
Deutschland verfügt zudem über zahlreiche
innovative junge Biotechnologie-Unternehmen
und ist traditionell stark in der für die Bioökonomie
Darüber hinaus stellen die überwiegend von besonders wichtigen Chemie- und Pharmaindus-
den Ländern grundfinanzierten Hochschulen ein trie, der Energiewirtschaft, dem Anlagen- und
wichtiges Standbein der Forschung dar. An über Maschinenbau sowie den mittelständisch struk-
100 Universitäten und Fachhochschulen werden turierten Saatgutfirmen und Pflanzenzüchtern.
Forschungsarbeiten mit Bezug zur Bioökonomie Unternehmen aus diesen Sektoren sind auf bio-
durchgeführt. ökonomie-relevante Innovationen in besonderer
Weise angewiesen, wollen sie ihre internationale
Insgesamt zeigen Publikations- und Patent- Wettbewerbsfähigkeit erhalten und ausbauen.
analysen, dass Deutschland auf wissenschaftli- Nicht zuletzt gehen von all diesen Branchen auch
cher Ebene für eine wissensbasierte Bioökonomie entscheidende Wachstumsimpulse in vor- und
hervorragend aufgestellt ist. Die institutionelle nachgelagerte, meist weniger forschungsintensive
Vielfalt ist Stärke aber zugleich auch Schwäche der Sektoren aus, wie z. B. Lebensmittel-, Getränke-,
deutschen Wissenschaftslandschaft. Da die Kom- Textil- und Papierindustrie. Diese Sektoren wiede-
petenzen über Hochschulen und außeruniversitäre rum setzen Nachfrageimpulse für andere Sekto-
Forschungseinrichtungen bundesweit verteilt sind, ren. Deutschland besitzt hier eine hervorragende
führt dies teilweise zu unterkritischen und interna- Ausgangsposition.
tional wenig sichtbaren Einheiten. Dies geht einher
mit einer ebenso vielfältigen Schwerpunktsetzung. Um durch den kontinuierlichen Nachschub an
Ein Grund dafür ist die dem Wissenschaftssystem Innovationen Vorteile im globalen Wettbewerb zu
inhärente Systematik nach Fächern und Diszipli- erhalten, bedarf es allerdings in zahlreichen Bran-
nen. Trotz wachsender Kooperationsbereitschaft chen einer noch stärkeren Ausrichtung der Wirt-
verläuft die Zusammenarbeit über Disziplin- und schaft auf Forschung und Innovation. Aufgrund
Institutionengrenzen noch zu zögerlich. Es gilt da- ihrer hohen Flexibilität bei sich rasch änderndem
her, relevante Akteure in der Forschungslandschaft Nachfrageverhalten sind dafür vor allem kleine
zusammenzubringen, um Ideen und Kapazitäten und mittlere Unternehmen (KMU) volkswirtschaft-
über Netzwerke und Verbünde zu bündeln. lich bedeutsam. In der Bioökonomie können z. B.10 2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD
Bioökonomie – Potenziale für Wachstum und Beschäftigung
Nach Schätzungen des Bioökonomie-Rates er- Umsatzes aus erneuerbaren Energien auf den
wirtschaftet der bio-basierte Wirtschaftsektor Bioenergiesektor. Gleichwohl ist der weitere
europaweit derzeit rund 1,7 Bil. Euro Jahresum- Ausbau von international wettbewerbsfä-
satz mit 22 Mio. Beschäftigten. higen Bioenergieformen notwendig, denn
Deutschland ist bisher in großem Umfang
In Deutschland steht jeder zehnte Arbeits- von fossilen Energieträgern aus Importen
platz mit der Land- und Ernährungswirtschaft abhängig: Beim Mineralöl zu 97 Prozent, beim
in Verbindung. In der Landwirtschaft erzeugen Erdgas zu 83 Prozent und bei der Steinkohle
die rund 1,25 Mio. Voll- oder Teilzeitarbeitskräf- zu 61 Prozent.
te in 370.000 Betrieben jährlich Güter im Wert
von rund 40 Mrd. Euro. Des Weiteren nutzt Als einer der wichtigsten Impulsgeber für
die Land- und Forstwirtschaft über 82 % der bio-basierte Innovationen gilt die Biotechno-
deutschen Landesfläche und bestimmt damit logie. Schon heute spielen Biopharmazeutika,
wesentlich das Erscheinungsbild unserer Land- also biotechnologisch hergestellte Medika-
schaften. Für die energetische und stofflich- mente, eine große Rolle mit einem weltwei-
industrielle Nutzung wurden nachwachsende ten Umsatz von knapp 80 Mrd. US-$. Aber
Rohstoffe im Jahr 2009 auf rund zwei Mio. auch für Industrie und Landwirtschaft sind
Hektar angebaut. Das sind knapp 17 Prozent der biotechnologische Verfahren und Produkte
Ackerflächen Deutschlands. Zusätzlich liefern ein wirtschaftlicher Faktor, insbesondere in
die 11,1 Mio. Hektar Wald – die immerhin ein großen Chemie- und Saatgutunternehmen.
Drittel der bundesdeutschen Fläche ausmachen So eröffnet die Biotechnologie der Wirtschaft
– Holz für die Industrie und die Energieversor- die Möglichkeit, ressourcenschonender und
gung. Im Bereich Bio-Lebensmittel ist Deutsch- effizienter, also nachhaltiger zu wirtschaften,
land mit 5,8 Mrd. Euro Jahresumsatz der größte und damit Alternativen zu erdöl-basierten
Markt in Europa. Rohstoffen zu entwickeln. Der World Wide
Fund For Nature (WWF) schätzt, dass durch
Neben den Beschäftigten in der Land- und biotechnologische Produktionsverfahren
Ernährungswirtschaft kommen Arbeitsplät- weltweit bis zu 2,5 Mrd. Tonnen CO2 pro Jahr
ze in der Industrie hinzu, zunehmend vor eingespart werden können. Die wissensba-
allem in beschäftigungsintensiven Branchen sierte Bioökonomie kann somit ökonomische
wie der Chemie-/Pharmaindustrie sowie der Prosperität mit ökologischer Verträglichkeit
Energiewirtschaft. Von den insgesamt rund verbinden. Deutschland steht mit seinen
21,7 Mio. Tonnen organischer Rohstoffe in der mehr als 500 Biotechnologie-Firmen im
chemischen Industrie wurden 2008 ca. 2,7 Mio. europäischen Vergleich gut da. Hinzukom-
Tonnen nachwachsende Rohstoffe eingesetzt, men weitere 100 Unternehmen, bei denen die
dies entspricht rund 13 Prozent der insgesamt Biotechnologie ein Teil der Geschäftstätigkeit
eingesetzten organischen Rohstoffe. darstellt. Trotz Finanz- und Wirtschaftskrise
wachsen Umsatz und Beschäftigungszahlen
Mit 69 Prozent leistet Biomasse weiterhin der Biotechnologie-Unternehmen kontinuier-
den größten Beitrag zur Endenergie aus erneu- lich. Derzeit erwirtschaftet die noch sehr jun-
erbaren Quellen. Über 90 Prozent der regene- ge Branche ca. 2,2 Mrd. Euro im Jahr. Darüber
rativen Wärme kommt aus Biomasse, vor allem hinaus arbeiten inzwischen rund 30.000 hoch
Holz. Im Kraftstoffsektor ist die Biomasse der- qualifizierte Arbeitskräfte in der kommerziel-
zeit die einzige regenerative Quelle. Insgesamt len Biotechnologie in Deutschland.
sind in der Wirtschaft über 100.000 Personen
im Bereich der Bioenergie-Erzeugung tätig. Mit
11,4 Mrd. Euro entfallen etwa 34 Prozent des2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD 11
Biotechnologie-KMUs der Innovationstreiber sein, er teilweise noch zu langsam und nicht effizient
um neue Technologien – auch in Kooperationen genug. Ein wirkungsvoller Ansatz des Technolo-
und Netzwerken mit Großunternehmen und wis- gietransfers sind Kooperationsprojekte zwischen
senschaftlichen Partnern – in traditionelle Bran- Wissenschaft und Wirtschaft sowie die direk-
chen einzuführen. Beschäftigungspolitisch spielen te Ausgründung aus dem wissenschaftlichen
sie ebenfalls eine große Rolle – vor allem als Motor Umfeld. Voraussetzung für einen neuen Grün-
für die regionale Wirtschaft. derboom ist neben den gründungsrelevanten
Rahmenbedingungen die Stärkung des Unter-
Für eine dynamische Entwicklung in der Bio- nehmergeistes an Hochschulen und außeruniver-
ökonomie ist ein schneller und kontinuierlicher sitären Forschungseinrichtungen sowie generell
Technologietransfer von der Wissenschaft in die die Bereitschaft für die Zusammenarbeit mit
Wirtschaft von zentraler Bedeutung. Allerdings ist der Wirtschaft.
Stärken Chancen
• exzellente und vielfältige forschung • zunehmender Bedarf an nachhaltig
produzierten, qualitativ hochwertigen
• hochqualifizierte fachkräfte lebensmitteln
• innovative Unternehmen • durch Begrenzung fossiler und
mineralischer ressourcen steigt der
Bedarf an nachwachsenden rohstoffen
für die stofflich-industrielle bzw. ener-
getische nutzung
• Wandel in landwirtschaft, im
Handwerk, in der Industrie und
im Dienstleistungssektor
• erhalt der natürlichen lebens-
grundlagen
Schwächen Hemmnisse
• fragmentierte forschungslandschaft • technologietransfer ist zu langsam
• fehlende anreize, Bereitschaft und • zögerliche Bereitschaft für notwendige
professionelle Strukturen für den veränderungen
technologie- und Wissensstransfer
• unzureichendes inter- und transdiszi-
• geringe fue-Quote in einigen Branchen plinäres vorgehen für ganzheitliche
(systemische) lösungen
• Diffusion von bio-basierten Innova-
tionen in traditionelle Branchen ist
ausbaufähig
• unzureichende finanzierungsquellen
für Wagniskapital
Abbildung 4: SWOT-Analyse (Strenghts (= Stärken), Weaknesses (= Schwächen), Opportunities (hier = Chancen) and Threats (hier = Hemmnisse))12 2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD
Wirtschafts- und Gründungsdynamik hängen Die Strategie setzt sowohl im wissenschaftli-
zudem von den gesellschaftlichen und politischen chen Bereich als auch in der Wirtschaft vor allem
Rahmenbedingungen ab. Eine Rolle spielen dabei auf Eigeninitiative. Die Förderung mit Bundesmit-
rechtliche Vorgaben, die z. B. zum Schutz von teln ist dazu komplementär angelegt und notwen-
Umwelt und Gesundheit bei der Zulassung und An- dig, sofern die erforderlichen Forschungsvorhaben
wendung bestimmter Produkte gelten, die Verfüg- von keiner anderen Stelle ausreichend gefördert
barkeit von Finanzierungsmöglichkeiten oder die oder nicht schnell genug aufgegriffen werden.
Akzeptanz neuer Technologien in der Bevölkerung.
Exzellente Wissenschaft, hochqualifizierte
Handlungsbedarf für forschung Fachkräfte und innovative Unternehmen sind
und Innovation traditionelle Stärken, auf denen Deutschlands
Bioökonomie aufbauen kann und die es weiter zu
Die „Nationale Forschungsstrategie BioÖkono- entwickeln gilt. Dazu bedarf es einer engen Ver-
mie 2030“ dient dazu, Stärken in Wissenschaft zahnung von Wissenschaft und Wirtschaft sowie
und Wirtschaft auszubauen und Schwächen zu eines professionellen Wissenschaftsmanagements,
kompensieren. Dadurch sollen Chancen einer um den Technologietransfer und die Anwendung
wissensbasierten Bioökonomie u. a. für die globa- von wissenschaftlichen Ergebnissen dauerhaft zu
le Ernährungssicherheit sowie die Rohstoff- und stärken und zu beschleunigen.
Energieversorgung aus Biomasse genutzt und
Hemmnisse für Innovationen überwunden werden
(s. Abbildung 4).
Energieforschungsprogramm
Aktionsplan Bedarfsfeld
Nationaler
zur stofflichen Nutzung Energie/Klima
Biomasseaktionsplan
nachwachsender Rohstoffe
Nationale
Nachhaltig-
keitsstrategie Nationale Hightech-
– Forschungsstrategie Strategie
Forschung für BioÖkonomie 2030
nachhaltige
Entwicklung
Bedarfsfeld
Nationale Gesundheitsforschungs-
Gesundheit/
Biodiversitätsstrategie programm
Ernährung
Internationalisierungsstrategie
für Wissenschaft und Forschung
Abbildung 5: Verzahnung der „Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“ mit relevanten forschungsbezogenen Programmen
der Bundesregierung2. BIoöKonomIe In DeUtSCHlanD 13
Auf der anderen Seite sollen Schwächen wie
eine fragmentierte Forschungslandschaft, eine
geringe Forschungsintensität in einigen Branchen
sowie kaum vorhandene professionelle Strukturen
für den Technologie- und Wissenstransfer sowie
fehlende diesbezügliche Anreize ausgeglichen
werden. Zudem ist insbesondere die Diffusion von
bio-basierten Technologien und Verfahren in eta-
blierte Branchen noch ausbaufähig, um einen für
die internationale Wettbewerbsfähigkeit notwen-
digen Strukturwandel zu beschleunigen und neue
Märkte zu erschließen bzw. neue gesellschaftliche
Bedürfnisse zu befriedigen. Innovationshemmend
wirken sich auch die mangelnde Eigenkapitalaus-
stattung deutscher Unternehmen und der unter-
entwickelte Wagnis- und Beteiligungskapital-
markt in Deutschland aus.
Die „Nationale Forschungsstrategie BioÖko-
nomie“ ist Bestandteil der Hightech-Strategie und
liefert für diese u. a. in den Bedarfsfeldern Energie/
Klima sowie Gesundheit/Ernährung wichtige
Impulse. Die Bundesregierung verfolgt durch die
Hightech-Strategie das Ziel, die Forschungsförde-
rung und die Gestaltung von Rahmenbedingun- werbs – z. B. durch sich dynamisch entwickelnde
gen zu verbinden. Vor diesem Hintergrund wird die Länder – eine hohe Bereitschaft zur Veränderung
Umsetzung der Forschungsstrategie mit den ein- notwendig sein.
schlägigen Programmen der Bundesregierung auf
unterschiedlichen Politikfeldern (s. Abbildung 5) Die Chancen der wissensbasierten Bioökonono-
sowie den technologieoffenen Maßnahmen zur mie sind enorm. Dies zeigt sich an der zunehmenden
Innovationsförderung – insbesondere für KMUs – Nachfrage und den dynamisch wachsenden Märk-
vernetzt, damit innovationsfreundliche und nach- ten für Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in
haltige Rahmenbedingungen für den Aufbau einer den einschlägigen Sektoren. Neben der genannten
international wettbewerbsfähigen Bioökonomie Verzahnung innovationspolitischer Maßnahmen
geschaffen werden können. Dies erfordert, dass auf müssen aber nicht nur Anreize zur Erweiterung der
den unterschiedlichen Politikfeldern in einem fort- wissenschaftlichen Grundlagen, sondern auch zur
währenden Prozess Entscheidungen hinsichtlich Umsetzung wissenschaftlicher Erkenntnisse in neue
ihrer Konsequenzen für die Forschungs- und In- Technologien, Verfahren, Produkte und Dienstleis-
novationsbedingungen auf den Prüfstand gestellt tungen und deren Anwendung geschaffen werden.
und bei Bedarf angepasst werden. Synergien aus der Vernetzung unterschiedlicher
Forschungsdisziplinen – die neben den naturwis-
Der Wandel in der Landwirtschaft, im Hand- senschaftlichen auch die wirtschafts- und sozialwis-
werk, in der Industrie, im Dienstleistungssektor senschaftlichen Kompetenzen umfassen – können
und in der Gesellschaft zu einer bio-basierten Wirt- mit Blick auf die gesamten Wertschöpfungs- bzw.
schaft erfordert die Bereitschaft zur Veränderung. Prozessketten ganzheitliche (systemische) Lösungen
Damit diese vorhanden ist und der Wandel gelingt, für globale Herausforderungen hervorbringen. Die
bedarf es nicht nur der Aufgeschlossenheit von Notwendigkeit für diese ganzheitlichen Ansätze
Wissenschaft und Wirtschaft, sondern auch der sowie die zunehmende internationale Arbeitstei-
Akzeptanz der Bürger. Die im Rahmen dieser For- lung in der Forschung ebenso wie die steigende
schungsstrategie zu erwartenden Ergebnisse sollen Zahl technologisch wettbewerbsfähiger Länder
dazu einen Beitrag leisten. Darüber hinaus wird erfordern zudem eine international ausgerichtete
vor dem Hintergrund des internationalen Wettbe- Forschungsstrategie.14 3. vISIon UnD ZIele für eIne BIo-BaSIerte WIrtSCHaft
3. Vision und Ziele für eine bio-basierte Wirtschaft
Welternährung unterstützen, rohstoff- und Bioökonomie schlägt somit zwischen Technologie,
energieversorgung aus Biomasse sichern, Ökonomie und Ökologie eine Brücke.
zugleich Klima und Umwelt schützen sowie
Entscheidend dafür ist die Weiterentwicklung
Deutschlands internationale Wettbewerbs- in der Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und
fähigkeit ausbauen – all dies sind große Wissenschaft, zwischen Partnern aus unterschied-
Herausforderungen. mit der „nationalen lichen Ländern sowie zwischen Disziplinen bzw.
Institutionen, in der sich das Wissen des einen
forschungsstrategie Bioökonomie 2030“
durch die Entdeckungen des anderen bereichert.
verfolgt die Bundesregierung die vision, Bei dieser Zusammenarbeit werden Schnitt- zu
dass sich bis zum Jahr 2030 eine nachhaltige, Nahtstellen und zu Innovationsquellen. Das
bio-basierte Wirtschaft entwickelt hat, die Verständnis biologischer Systeme und ihre nach-
haltige Nutzung ermöglichen, dass mithilfe der
ein vielfältiges angebot an gesunden nah-
Forschunsstrategie bis 2030 wissenschaftliche Kre-
rungsmitteln und hochwertigen Produkten ativität im Wechselspiel mit Ingenieurskunst einen
aus nachwachsenden rohstoffen bereitstellt. Strukturwandel in der industriellen Produktion in
Deutschland bewirkt. Die bio-basierte Wirtschaft
Die bio-basierte Wirtschaft der Zukunft liefert schafft durch innovative Produkte und Verfahren
nachhaltig erzeugte Produkte sowie ein ausrei- auch in traditionellen Branchen neue Möglichkei-
chendes und breites Angebot an gesunden Nah- ten für Wirtschaftswachstum und Beschäftigung.
rungsmitteln pflanzlicher und tierischer Herkunft.
Die wissensbasierte Bioökonomie nutzt biologische Diese Vision lebt von der Entwicklung einer
Vorgänge, entwickelt sie technisch weiter und freien, dynamischen und innovativen Wissensge-
macht sie damit leistungsfähiger sowie deren sellschaft, die es versteht, in komplexen Zusam-
Nutzung effizient und nachhaltig. Ihre innovati- menhängen zu denken, und dieses Wissen zum
ven Produkte und Verfahren für Landwirtschaft Nutzen kommender Generationen anzuwenden.
und Industrie erfordern ein Minimum an Energie, Hierbei schaffen am Vorsorgeprinzip orientier-
schonen natürliche Ressourcen, vermeiden un- te, wissenschaftsbasierte Rahmenbedingungen
erwünschte Nebenprodukte, minimieren Emis- Vertrauen und bieten dennoch genügend Freiraum
sionen, beeinträchtigen nicht den Naturhaushalt für Kreativität und Innovation. Neue Technologien
und die biologische Vielfalt und führen die ent- werden vorbehaltlos und ergebnisoffen diskutiert
stehenden Produkte möglichst weitgehend in den sowie verantwortungsbewusst angewandt. Dabei
natürlichen Kreislauf zurück. Die wissensbasierte wird keine Methode vorschnell aufgegeben, die
zur Lösung wichtiger Zukunftsfragen beitragen
könnte. Im Jahr 2030 ist Deutschland ein Bioöko-
nomie-Standort, an dem die Ergebnisse aus den
Lebens- und Technikwissenschaften mit Aufge-
schlossenheit, Neugier und Begeisterung aufge-
nommen sowie der (bio)technische Fortschritt und
die Globalisierung als Chancen verstanden und
genutzt werden.
Deutschland wird kreative Köpfe aus aller Welt
anziehen und ein bevorzugter Kooperationspart-
ner sein. Bei der Bewältigung der globalen Heraus-
forderungen – wie Welternährung, Rohstoff- und
Energieversorgung aus Biomasse sowie Klima- und
Umweltschutz – wird Deutschland eine wichtige
Rolle spielen und international Verantwortung
tragen. Das bedeutet nicht zuletzt, dass bio-basier-
te Innovationen auch in anderen Teilen der Welt
befördert werden.3. vISIon UnD ZIele für eIne BIo-BaSIerte WIrtSCHaft 15
Aus dieser Vision für eine bio-basierte Wirtschaft werden. Sie misst in gleichem Maße der gesun-
leiten sich die folgenden strategischen Ziele ab: den Ernährung große Bedeutung bei. Die Bun-
desregierung strebt eine Vorreiterrolle bei der
A) Deutschland soll im internationalen Vergleich Erforschung und Entwicklung von Lösungen für
zu einem dynamischen Forschungs- und In- diese globalen Herausforderungen an.
novationsstandort für bio-basierte Produkte,
Energien, Verfahren und Dienstleistungen wer- Gerade weil die Vision einer am natürlichen
den. Mit der Entwicklung neuartiger Produkte, Stoffkreislauf orientierten bio-basierten Wirt-
Verfahren und Dienstleistungen aus nachwach- schaft noch viele Hürden zu nehmen hat, gilt es,
senden Rohstoffen sollen die Wettbewerbsfä- bereits heute die Weichen richtig zu stellen. Die im
higkeit der deutschen Wirtschaft gestärkt und Folgenden beschriebenen Handlungsfelder dienen
bei der Anzahl an Beschäftigten und Unterneh- als strategischer Wegweiser für Wissenschaft und
men eine internationale Spitzenposition unter Wirtschaft, um im Dialog mit der Gesellschaft eine
vergleichbaren Industriestaaten eingenommen auf Wachstum und Nachhaltigkeit ausgerichtete
werden. Wirtschaftsstruktur zu etablieren. Sie setzt da-
bei auf den Ideenreichtum, die Innovationskraft
B) Mit den Forschungsergebnissen sollen zugleich sowie auf die Initiativen von Forscherinnen und
wichtige Beiträge für unsere globalen Ver- Forschern und unterstützt diese durch gezielte
pflichtungen insbesondere auf den Feldern der Förderung.
Welternährung sowie beim Klima-, Ressour-
cen- und Umweltschutz im Zusammenhang mit
der Nutzung biologischer Ressourcen geleistet16 4. HanDlUnGSfelDer
4. Handlungsfelder
Die vision einer bio-basierten Wirtschaft senschaftsgebietes, eines einzelnen Unternehmens
verlangt aufgrund der vielfalt an rohstoffen, und sogar einer ganzen Branche hinausgehen. Die
dahinter liegenden komplexen Forschungsfragen
verfahren, Produkten, techniken und anwen-
bieten Ansporn für die Wissenschaft interdiszip-
dungen ein Bündel von maßnahmen, die auf linär zu arbeiten und sind attraktiv für die Wirt-
unterschiedliche Kompetenzen zurückgreifen. schaft. Ihre Antworten können die Lebensqualität
Die nachfolgenden Handlungsfelder bilden verbessern. Der Aufbau einer wissensbasierten
Bioökonomie kann allerdings nur gelingen, wenn
den forschungspolitischen rahmen entlang der
diese Handlungsfelder zielgerichtet („top-down“)
Wertschöpfungs- und Prozessketten von der bearbeitet werden. Dabei müssen sie genug Frei-
landwirtschaftlichen Produktion bis zur nut- raum für ungewöhnliche Wege und visionäre
zung für ernährung, stofflich-industrielle Ideen bieten, damit der Einzelne im Sinne eines
„bottom-up“-Ansatzes kreative Eigeninitiative und
Produkte und verfahren sowie Bioenergie bzw.
Verantwortung wahrnehmen kann. Die „Nationale
darauf basierenden Dienstleistungen. Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030“ setzt den
programmatischen Rahmen für die nächsten Jahre.
Mit den einzelnen Handlungsfeldern sind gesell- Die Handlungsfelder und die daraus abgeleiteten
schaftliche, wirtschaftliche sowie große wissen- Ziele und Maßnahmen sind eine Grundlage, die
schaftliche Herausforderungen verbunden, die gleichwohl veränderbar bleibt. Die Forschungsstra-
jeweils weit über die Grenzen eines einzigen Wis- tegie setzt die ressortübergreifenden Schwerpunkte
Nachwachsende
Gesunde und sichere Energieträger auf
Rohstoffe
Lebensmittel Basis von Biomasse
industriell nutzen
Prozess- und Produktinnovationen entlang der Wertschöpfungskette
Nutzungswege gemeinsam betrachten
globale nachhaltige
Ernährungssicherheit Agrarproduktion
BIOLOGISCHE RESSOuRCEN
Pflanzen Mikroorganismen Tiere
Abbildung 6: Zusammenhänge zwischen den Handlungsfeldern4. HanDlUnGSfelDer 17
für die Forschungsförderung der nächsten Jahre. darf zugleich nicht Ziele von Klima- und Ressourcen-
Anpassungen an aktuelle Entwicklungen werden schutz, Schutz der biologischen Vielfalt und weitere
während der Laufzeit einfließen. Umweltschutzziele in Frage stellen. Gefordert sind
daher ganzheitliche Forschungsansätze im Sinne
Handlungsfelder ganzheitlich umsetzen des Leitbilds einer nachhaltigen Entwicklung, die
wirtschaftliche, ökologische und gesellschaftliche
Die Handlungsfelder dürfen bei der Umsetzung nicht Belange gleichermaßen berücksichtigen, um diese
isoliert voneinander betrachtet werden, um mögliche Zielkonflikte möglichst aufzulösen oder zumindest
Zielkonflikte zu vermeiden oder gegeneinander ab- abzufedern. Mit der Forschungsstrategie werden
wägen zu können. Die ausreichende Versorgung mit fünf prioritäre Handlungsfelder gesetzt: weltweite
Nahrungsmitteln einerseits und mit bio-basierten, Ernährungssicherheit, nachhaltige Agrarproduktion,
industriell genutzten Produkten sowie Bioenergie gesunde und sichere Lebensmittel, nachwachsende
andererseits stehen bei einer begrenzten landwirt- Rohstoffe industriell nutzen sowie Energieträger auf
schaftlichen Fläche in einem Spannungsverhältnis. Basis von Biomasse. Folgende Leitlinien sind bei der
Die Produktion von Nahrungsmitteln, bio-basierten, Umsetzung der Handlungsfelder (s. auch Abbildung 6)
industriell genutzten Produkten und Bioenergien zu beachten:
L
• menschen nachhaltig versorgen: Bei der Versorgung des Menschen mit Nahrung, nachwachsen-
den Rohstoffen und Bioenergie müssen die Auswirkungen auf Mensch, Umwelt und Natur berücksich-
tigt werden. Die ressourcen-, natur-, umwelt- und klimaschonende, tiergerechte sowie ethisch akzep-
table Produktion muss auch für eine bio-basierte Wirtschaft Bewertungsmaßstab bleiben. Neben der
ökologischen und gesellschaftlichen Komponente sind für die Nachhaltigkeit auch wirtschaftliche
Faktoren entscheidend. Insbesondere Forschungsvorhaben, die eine Biomasse-Nutzung mit schonen-
den Auswirkungen auf Ökosysteme ermöglichen und international wettbewerbsfähig sind, sollen
unterstützt werden.
• nutzungswege gemeinsam betrachten: Die Nutzungswege von Biomasse (Nahrung, stofflich-
industriell bzw. energetisch) sind in ihren Wechselwirkungen zu betrachten, um Konkurrenzen zu
erkennen und Prioritäten auf globaler, nationaler und regionaler Ebene zu setzen. Die Ernährungs-
sicherheit genießt dabei stets Vorrang. Zudem sind Produkte mit einem höheren Wertschöpfungspo-
tenzial zu bevorzugen. Wo möglich und sinnvoll, ist eine Kaskaden- und Koppelnutzung von Biomasse
vorzuziehen, wie sie z. B. in Bioraffinerien angelegt ist. Durch die intelligente Verknüpfung von Wert-
schöpfungs- bzw. Prozessketten können u. U. mögliche Konkurrenzen der Nutzungswege entschärft
und Innovationspotenziale erschlossen werden.
• Gesamte Wertschöpfungsketten in den Blick nehmen: Die Handlungsfelder sollen mit system-
orientierten Forschungsansätzen verfolgt werden, die die gesamten Wertschöpfungsketten in den
Blick nehmen. Das heißt, dass eng miteinander zusammenhängende Forschungsthemen, die einzelne
Aspekte des agrarischen und industriellen Produktionssystems in der Bioökonomie umfassen, in an-
gemessener Weise bei der Forschungsförderung miteinander verknüpft werden. Durch diese Bün-
delung einzelner Forschungsthemen in der Förderung sollen Synergien erzielt werden. Da die Hand-
lungsfelder von zahlreichen politischen, wirtschaftlichen und sozialen Faktoren beeinflusst werden,
müssen Technik-/Naturwissenschaften und Wirtschafts-/Sozialwissenschaften enger kooperieren.
Diese leitlinien sind der Kompass für die ausgestaltung der einzelnen maßnahmen. Dabei sind
auch handlungsfeldübergreifende maßnahmen zielführend, um fördermittel effizient einzusetzen,
Synergien zwischen Handlungsfeldern zu erzielen und letztlich die oben genannten Zielkonflikte
aufzulösen.18 4. HanDlUnGSfelDer 4.1 Weltweite Ernährung sichern Um die ernährung von 9,5 mrd. menschen im mangel bzw. überflutungen sowie ausbrei- Jahr 2050 mit geänderten Konsumansprü- tung von Pflanzenschädlingen zu kämpfen chen zu gewährleisten, müssen die Produk- haben. Bei den rohstoffen wird künftig mit tion an nahrungsmitteln deutlich gesteigert steigenden Preisen bei einer erhöhten und die verfügbarkeit von nahrungsmitteln volatilität gerechnet. eine globale ernäh- für gefährdete Bevölkerungsgruppen deut- rungssicherung wird ohne stärkeres engage- lich verbessert werden. Die für die Produk- ment vor allem in der agrarforschung und tion benötigten landwirtschaftlich nutzbaren den Biowissenschaften nicht zu bewältigen flächen sind jedoch begrenzt und werden sein. Dieses engagement muss sowohl auf vielerorts vor allem durch Bodendegradie- nationaler als auch auf internationaler rung qualitativ und quantitativ geschädigt. ebene verstärkt werden. angesichts der langfristig wird die landwirtschaft außer- vielzahl an Jahren, die vom Start eines dem in besonderem maße von den folgen forschungsprojekts bis zur übernahme der des Klimawandels betroffen sein und mit ergebnisse in die landwirtschaftliche Praxis einer verschlechterung von Böden, Wasser- vergehen, drängt die Zeit.
4. HanDlUnGSfelDer 19
F sind Forschungsansätze zur Optimierung von
lebensnotwendigen Nährstoffen von Bedeutung,
Für die Steigerung der landwirtschaftlichen Pro- die der Mangelernährung von Mensch und Tier
duktion unter Beachtung der regionalen Anfor- vorbeugen oder sie beseitigen können. Insgesamt
derungen muss die Forschung auf verschiedenen ist darauf zu achten, dass in ausreichendem Maße
Ebenen ansetzen: robuste Pflanzen entwickelt und die züchteri-
schen Ertragspotenziale mit möglichst effizi-
In der Pflanzenzüchtung geht es vor allem um entem Ressourceneinsatz (Wasser, Nährstoffe)
den Ausbau des Leistungspotenzials der Kultur- erzielt werden. Zugleich müssen die gesellschaft-
pflanzen sowie um die Stabilisierung der Erträge lichen Auswirkungen und Szenarien im Sinne von
durch verbesserte Resistenzen gegenüber Pa- ganzheitlichen (systemischen) Ansätzen unter
thogenen und Toleranzen, z. B. gegenüber Hitze, Einbeziehung der Wirtschafts- und Sozialwissen-
Trockenheit, Kälte und Versalzung sowie durch schaften analysiert werden (hierzu s. Kapitel 4.2).
Anpassung an nachhaltige Bewirtschaftungsfor-
men. Dafür müssen die Ursachen und Wirkun- Für die technischen Lösungen dieser Anfor-
gen abiotischer und biotischer Stressfaktoren derungen ist eine Kombination verschiedener
(einschließlich der Untersuchungen zu Pflanzen- Ansätze der Züchtung, der Pflanzenbiotechnolo-
krankheiten) sowie die zugehörigen Reaktions- gie sowie weiterer Disziplinen notwendig. Hierzu
mechanismen der Pflanzen verstanden werden, zählen nicht nur Methoden wie Genomanalyse
um sie für Pflanzenzüchtung und -anbau nutzbar einschließlich epigenetischer Untersuchungen,
zu machen. Darüber hinaus gilt es, lokal ange- Proteom- bzw. Metabolom-Forschung, Bioinfor-
passte Formen zu erhalten und gleichzeitig das matik sowie deren systembiologische Integration,
Kulturpflanzenspektrum zu erweitern, wobei sondern auch die verantwortungsvolle Nutzung
auch Pflanzen und Anbaubedingungen mit ho- der Gentechnik.
her Relevanz für Entwicklungsländer in den Blick
genommen werden sollen. Quantitative und automatisierte Analysetech-
niken sowie eine optimierte Sensorik wiederum
In Entwicklungsländern sind auch neue ermöglichen die systematische Aufklärung der
Ansätze einer regional bzw. lokal angepassten Beziehungen zwischen Umweltfaktoren und
Bewirtschaftung der Flächen von besonderer Pflanzeneigenschaften (Phänotypisierung) in
Relevanz, wie es insbesondere in der Forschung ihrer räumlichen und zeitlichen Variabilität. Dies
zum ökologischen Landbau verfolgt wird, um ist in Kombination mit genetischen, molekular-
die Bodenfruchtbarkeit zu erhalten und stabile biologischen und (öko-) physiologischen Ansätzen
Erträge bei geringem Input von Betriebsmit- eine wichtige Grundlage, um u. a. die Züchtung
teln zu erzielen. Hierfür ist eine internationale angepasster Pflanzensorten zu beschleunigen
Zusammenarbeit notwendig, die auch Kompeten- sowie Produktionsbedingungen zu verbessern.
zen vor Ort partnerschaftlich einbindet. Ebenso
F
Reis gehört nach Weizen zu den wichtigsten (International Rice Research Institute, IRRI)
Getreidearten und stellt für einen Großteil der arbeiten deutsche Forscherinnen und Forscher
Weltbevölkerung ein Grundnahrungsmittel der Max-Planck-Gesellschaft mit Unterstüt-
dar. Vielfach findet der Anbau in ärmeren Re- zung des Bundesministeriums für wirtschaft-
gionen statt, wo der Bedarf an Reis besonders liche Zusammenarbeit und Entwicklung
groß ist, aber salzhaltige Böden für schwierige (BMZ) an der Entwicklung von Reissorten, die
Bedingungen sorgen und Bauern nur geringe gegenüber Stressfaktoren eine höhere Fitness
Erträge erwirtschaften. Unter Koordination besitzen und damit salzhaltigen Böden trotzen
des Internationalen Reisforschungsinstituts können.Sie können auch lesen
