Unter Bioökonomie versteht man die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung nachwachsender Ressourcen für Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren eines Wirtschaftssystems. Sie bildet damit die Basis für einen Übergang von der derzeit vorherrschenden erdölbasierten Ökonomie zu einer biobasierten Ökonomie, der angesichts langfristig steigender Erdölpreise, absehbarer Verknappung fossiler Rohstoffe und des Klimawandels in den nächsten Jahrzehnten zwingend erforderlich ist.

Die Bioökonomie umfasst biobasierte Produkte und biobasierte Produktion, sie setzt sowohl auf nachhaltig erzeugte nachwachsende Rohstoffe, als auch auf biobasierte Prozesslösungen. Eine ganze Reihe wirtschaftlich relevanter biobasierter Produkte werden bereits kommerziell produziert und vermarktet, wie beispielsweise Naturfasern zur Herstellung von Dämmstoffen und Verbundwerkstoffen, Biopolymere, Biotenside, Bioschmierstoffe, biobasierte Plattformchemikalien, biobasierte Additive z. B. für Baustoffe, Biopharmazeutika, Diagnostika, natürliche Lebensmittelzusätze, Aromen, bioaktive Inhaltsstoffe für Kosmetik, pflanzliche Gerbstoffe, Aminosäuren, technische Enzyme, Biogas, Biodiesel, Bioethanol, Synthese-Kraftstoffe, Biokerosin.

Als Rohstoffquelle dienen landwirtschaftlich produzierte Kulturpflanzen, Wildpflanzen, Holz und auch Algen. Angesichts einer nach wie vor wachsenden Weltbevölkerung, die im Jahr 2050 voraussichtlich über 9,5 Mrd. Menschen umfassen wird, hat in der biobasierten Ökonomie die Ernährungssicherung grundsätzlich Vorrang vor der Erzeugung von Rohstoffen für Industrie und Energie. In zunehmendem Maße sind daher auch Nebenprodukte und organische Reststoffe aus Landwirtschaft, Agrar- und Lebensmittelindustrie zu berücksichtigen, die im Rahmen von Bioraffineriekonzepten stofflich und energetisch verwertet werden können. Zukunftsweisende Entwicklungen der Bioökonomie bedienen sich unter anderem innovativer technologischer Ansätze der modernen Biotechnologie, der Stoffwechselleistungen von Mikroorganismen, wie Bakterien, Pilzen, Hefen, technischen Enzymen oder Zellkulturen, sowie neuartigen Reaktorkonzepten wie Membranbioreaktoren, Enzymreaktoren oder bioelektrischen Systemen.

Ganzheitlicher Ansatz Bioökonomie

Die Umstellung der Rohstoffbasis von fossilen auf biobasierte Quellen erfordert einen gesamtgesellschaftlichen Strukturwandel, der ökonomisches Wachstum und ökologische Verträglichkeit miteinander verknüpft und wachsenden Anforderungen hinsichtlich Umwelt-, Klima-, Natur- und Tierschutz sowie sozialer Standards gerecht wird. Bioökonomie vereinigt in einem ganzheitlichen Ansatz Wirtschaftswachstum und Nachhaltigkeit. Das Themenfeld Bioökonomie erfordert daher interdisziplinäre Kooperationen von Forscher*innen der Fachbereiche Biologie, Chemie, Biochemie, Ingenieurwissenschaften, Informatik und Wirtschaftswissenschaften.

Forschungsthemen im Rahmen des Themenfelds Bioökonomie sind

• stoffliche und energetische Verwertung von Abfällen (z. B. Biotonne, Grünschnitt, Obst- und Gemüseabfälle), organischen Reststoffen und Nebenprodukten aus Landwirtschaft (z. B. Stroh), Agrarindustrie (z. B. Reststoffe und Abwässer aus Stärkefabriken), Lebensmittelindustrie (z. B. Molke, Bier und Weintreber, Presskuchen und Abwässer aus Ölmühlen)
• Anreicherung und Isolierung von Mikroorganismen mit neuartigen Stoffwechselleistungen aus anaeroben Mischkulturen
• Produktion von Basischemikalien oder Feinchemikalien aus biologischen Quellen in Bioreaktoren oder Enzymreaktoren
• Optimierung von Biogasprozessen
• Entwicklung neuer Bioreaktor-Konzepte
• Entwicklung von Biosensoren
• Biotechnologisch erzeugte Nahrungsmittel und Nahrungsergänzungsmittel sowie Lebensmittelzusatzstoffe wie auch Geschmacks- und Geruchsstoffe
• Herstellung und Optimierung von Biokatalysatoren
• Systembiologie und Komplexitätsforschung
• Bioinformatik und Biocomputing
• Omics-Technologien und synthetische Biologie
• Nachwachsende Rohstoffe
• Biopolymere und Biokunststoffe
• Photodegradation von Biowerkstoffen