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2017 | Buch

Bioökonomie für Einsteiger

herausgegeben von: Joachim Pietzsch

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Dieses Buch bietet eine aktuelle und gut lesbare Einführung in die Bioökonomie. Es vermittelt damit grundlegende Kenntnisse zum Verständnis eines Transformationsprozesses, der das 21. Jahrhundert prägen wird und die Integration vieler Disziplinen und Branchen verlangt, die bisher wenig miteinander zu tun hatten. Die Rede ist von dem allmählichen und notwendigen Übergang aus dem Zeitalter fossiler Brennstoffe, das vor rund 200 Jahren begann, in eine weltweite Wirtschaftsform, die auf nachwachsenden Rohstoffen (und erneuerbaren Energien) basiert.

Dieses Buch begreift die Verwirklichung von Bioökonomie(n) dabei als eine dreifache Herausforderung – eine naturwissenschaftliche, eine ökonomische und eine ökologische. Woher stammt die Biomasse, die wir vorrangig für die Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung wie auch für eine zukünftige energetische und stoffliche Nutzung brauchen? Wie wird sie in Bioraffinerien verarbeitet und welche Rolle kommt der Biotechnologie zu? Welche Gesichtspunkte der Innovationsökonomie gilt es zu bedenken, welche betriebswirtschaftlichen Aspekte der Wertschöpfung, Wettbewerbsfähigkeit und Kundenakzeptanz sind von Bedeutung? Welche Bedingungen muss die Bioökonomie erfüllen, um eine nachhaltige Entwicklung der Erde zu ermöglichen? Darf sie überhaupt auf Wachstumsziele setzen oder sollte sie sich nicht besser am Ideal der Suffizienz orientieren?

Indem das Buch diese Fragen aus den nicht widerspruchsfreien Perspektiven ausgewiesener Experten behandelt, gibt es einen interdisziplinären Überblick über ein dynamisches Feld von Forschung und Praxis, der mehr Fragen aufwirft als beantwortet und dennoch eine Lücke schließt. Denn bisher gibt es keine verständliche und fachübergreifende Darstellung der Bioökonomie. Das macht die Lektüre dieses Buches zu einem Gewinn nicht nur für Einsteiger, sondern auch für Fachleute, die über die Grenzen ihres eigenen Fachgebietes hinausschauen wollen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Einleitung

Zusammenfassung

Bis etwa 1780 waren alle Gesellschaften dieser Erde Bioökonomien, die ihren Bedarf aus nachwachsenden Rohstoffen und erneuerbaren Quellen deckten. Dann legten die industrielle Revolution und der wissenschaftliche Fortschritt die Grundlage für die schnellste bekannte Entwicklung einer Spezies, die wir aus der Erdgeschichte kennen. Die Menschheit trat in das Zeitalter des Anthropozän ein, in der sie selbst zur bestimmenden Kraft der Erdgestaltung wurde. Die Ära fossiler Brennstoffe wie Kohle und Erdöl, die damit begann, wird aber eines Tages nur eine kurze Epoche in der Geschichte der Menschheit gewesen sein und in neue Formen wissensbasierter Bioökonomien münden müssen. Dieses Kapitel skizziert die Ambivalenz des Anthropozän, ordnet die Ausgangsbedingungen zukünftiger Bioökonomien historisch ein und stellt unterschiedliche Ansätze nationaler Bioökonomiestrategien vor.

Joachim Pietzsch, Ulrich Schurr

2. Die Herkunft der Biomasse

Zusammenfassung

Nachwachsende Biomasse ist die Basis der Bioökonomie. Primär wird sie im Prozess der Photosynthese von Pflanzen, Algen und bestimmten Bakterien hergestellt, sekundär entsteht sie aus primärer Biomasse z.B. in der Tierproduktion oder kommt in organischen Restströmen vor. Vier Wirtschaftssektoren bilden deshalb das Fundament der Bioökonomie: Die Agrar-, die Forst-, die Fischerei- und die Abfallwirtschaft. Dementsprechend charakterisiert dieses Kapitel landwirtschaftliche Produktionssysteme, analysiert deren Stoffströme und Erträge und untersucht Potenziale zur Erhöhung der agrarischen Biomasseproduktion. Es beschreibt die Bedingungen der Holzproduktion im Standort Wald und stellt verschiedene Waldbausysteme sowie Strategien für einen rationellen Umgang mit Holz vor. Es behandelt die Bedeutung aquatischer Organismen und schildert deren Gewinnung in Fischereiwirtschaft und Aquakulturen. Schließlich widmet es sich den Grundlagen und bioökonomischen Möglichkeiten der Abfallwirtschaft.

Melvin Lippe, Iris Lewandowski, Rüdiger Unseld, Johannes Pucher, Klaus-Rainer Bräutigam

3. Nahrungsmittelsicherheit und gesunde Ernährung im Kontext der Bioökonomie

Zusammenfassung

Die Biomasse, auf deren stofflicher und energetischer Nutzung die Bioökonomie beruht, muss primär der Ernährung der wachsenden Weltbevölkerung zugutekommen. Nur dann kann die Bioökonomie zum Erreichen der 2015 verabschiedeten Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen beitragen. Innerhalb der nächsten 50 Jahre muss soviel Biomasse für Nahrungsmittel produziert werden wie in der gesamten bisherigen Menschheitsgeschichte. Nahrungsmittelsicherheit ist jedoch nicht allein von der Biomasseproduktion abhängig, sondern umfasst viele systemisch miteinander verknüpfte gesundheitliche, ökonomische und soziale Aspekte. Ohne den Anspruch zu erheben, das Thema Ernährung umfassend zu diskutieren, beleuchtet dieses Kapitel die wesentlichen Formen und Folgen von Fehlernährung. Es zeigt ferner auf, wie sich die globale Nahrungsmittelproduktion effizienter gestalten ließe und die zum Teil sehr hohen Nahrungsmittelverluste verringert werden könnten.

Ulrich Schurr

4. Die Nutzung von Biomasse zur Herstellung von Treibstoff und Chemikalien

Zusammenfassung

Die chemische Industrie gewinnt ihre Synthesebausteine (Plattformchemikalien) derzeit fast ausschließlich aus einer raffinierten Rohöl-Fraktion (Naphta). Sie kann auch damit rechnen, dass dieser wichtigste Rohstoff noch auf Jahrzehnte hinaus verfügbar ist. Im Rahmen der Bioökonomie gewinnen biobasierte Wertschöpfungsketten aber für die chemische Industrie zunehmend an Bedeutung. Denn viele Plattformchemikalien können prinzipiell auch aus nachwachsenden Rohstoffen erzeugt werden. Dieses Kapitel gibt zunächst einen Überblick über die C1- bis C4-Bausteine und die Aromaten, die sowohl aus fossilen wie auch aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt werden können. Es erläutert anschließend die Funktionsweise von Bioraffinerien, die analog zu petrochemischen Raffinerien betrieben werden, und stellt prototypisch und beispielhaft deren Hauptvertreter vor, nämlich Bioraffinerien auf der Basis von Zucker, Stärke, Pflanzenöl, Lignocellulose, Gras, Synthesegas und Algen.

Jochen Michels

5. Die Bedeutung der Biotechnologie für die Bioökonomie

Zusammenfassung

In ihrer klassischen wie in ihrer modernen Form sind biotechnologische Verfahren für die Aufbereitung und Verarbeitung von Biomasse für die nachhaltige Produktion unzähliger Güter unverzichtbar. Diese Verfahren, bei denen die natürlichen Stoffwechselkapazitäten lebender Systeme oder Teilen von Ihnen genutzt werden, spielen deshalb eine Schlüsselrolle in der Bioökonomie. In Zukunft wird die synthetische Biologie zusätzlich natürliche biologische Systeme zu völlig neuen Funktionseinheiten umgestalten, die so in der Natur nicht vorkommen und vordefinierte Aufgaben übernehmen können. Dieses Kapitel beschreibt in seinem ersten Teil Produktionsverfahren, die sich mit biotechnologischen Mitteln der Hilfe von Mikroorganismen, Enzymen, Pflanzen und Tieren bedienen, um Nahrungs- und Futtermittel, Pharmaka, Chemieprodukte und Energieträger herzustellen. In seinem zweiten Teil wirft es einen Blick auf die Perspektiven der synthetischen Biologie.

Manfred Kircher, Michael Bott, Jan Marienhagen

6. Die Bioökonomie unter dem Blickwinkel der Innovationsökonomie

Zusammenfassung

Die wirtschaftliche Entwicklung darf nicht nur – wie in der neoklassischen Ökonomik – an quantitativen Wachstumsmaßstäben gemessen werden. Vielmehr muss sie – in Anknüpfung an die Schumpetersche Ökonomik – auch nach der qualitativen Veränderung grundlegender wirtschaftlicher Strukturen über längere Zeiträume hinweg beurteilt werden. Insbesondere der Übergang in eine wissensbasierte Bioökonomie, bei dem es sich um einen radikalen, langfristigen Transformationsprozess handelt, sollte in diesem Sinn betrachtet werden. Dieses Kapitel verfolgt deshalb einen innovationsökonomischen Ansatz, um die bevorstehenden Wandlungsprozesse angemessen zu skizzieren und in den generellen Kontext einer Ökonomie des Wandels zu stellen. Wachstumsoptimistisch beleuchtet es das Zusammenspiel unterschiedlicher Akteure in wissensintensiven Innovationssystemen und fragt nach den Bedingungen für Konzepte, die ganze Volkwirtschaften auf einen neuen Entwicklungspfad bringen können.

Andreas Pyka

7. Die Bioökonomie als Kreislauf- und Verbundsystem

Zusammenfassung

Um nachhaltig zu sein, muss sich eine biobasierte Wirtschaft am natürlichen Stoffkreislauf orientieren. Nachwachsende Rohstoffe müssen kaskadenartig von der stofflichen bis zur energetischen Nutzung bestmöglich verwertet und in eine Kreislaufwirtschaft integriert werden. Dazu bedarf es der Bildung neuer Wertschöpfungsnetze, zu denen sich Wirtschaftsbranchen und Wissensdisziplinen miteinander verknüpfen, die bisher wenig miteinander zu tun hatten. Dieses Kapitel beschäftigt sich zunächst allgemein mit den verschiedenen Konvergenzprozessen, die dafür möglich sind. Es widmet sich dann den besonderen Bedingungen für die Bildung bioökonomischer Wertschöpfungsketten, wozu spezifische gesellschaftliche und politische Rahmenbedingungen ebenso gehören wie die Erfordernisse der Märkte, der Lieferketten und der Logistik. Abschließend zeigt es beispielhaft, welche bioökonomischen Wertschöpfungsketten sich bereits etabliert und welche vielversprechende Zukunftsaussichten haben.

Silvan Berg, Manfred Kircher, Nina Preschitschek, Stefanie Bröring, Ulrich Schurr

8. Kriterien für den Erfolg der Bioökonomie

Zusammenfassung

Der Übergang von der fossilbasierten Wirtschaft zur Bioökonomie wird viele Jahrzehnte dauern. In diesem Zeitraum stehen die meisten biobasierten Produkte im Wettbewerb mit fossil basierten und müssen kostenseitig mit diesen konkurrieren. Anders als die Ölförderung ist die Produktion von Biomasse aber jahreszeitlich begrenzt und auf sehr große Flächen verteilt. Das macht eine kostspielige Logistik erforderlich. Außerdem kann die heutige Landwirtschaft nur einen Teil des bioökonomischen Rohstoffbedarfs decken. Aber nicht nur preislich müssen bioökonomische Produkte die Märkte überzeugen. Auch als Innovationen, die in nachhaltige Stoff- und Energiekreisläufe eingebunden sind, müssen sie Akzeptanz finden. Dieses Kapitel stellt innovationstheoretisch und in zahlreichen praktischen Beispielen die Wettbewerbsfähigkeit und die Kundenakzeptanz als die beiden zentralen Erfolgskriterien einer zukünftigen Bioökonomie vor.

Stefanie Bröring, Chad M. Baum, Olivier K. Butkowski, Manfred Kircher

9. Die Bedingungen einer nachhaltigen Bioökonomie

Zusammenfassung

Das Leitbild der nachhaltigen Entwicklung hat sich politisch etabliert. Mehrere der 17 Sustainable Development Goals, die die Vereinten Nationen im Herbst 2015 beschlossen, haben direkte Relevanz für die Bioökonomie. Vor allem darf die Bioökonomie nicht in Konkurrenz zur Lebensmittelproduktion treten. Weltweit muss sie effizient, gerecht und schonend mit den knappen Ressourcen von Land und Wasser umgehen. Sie soll zur Bekämpfung des Klimawandels beitragen, ist aber nicht per se klimaneutral. Sie darf die Biodiversität nicht gefährden. Denn der Verlust biologischer Vielfalt ist eine der großen globalen Umweltbedrohungen. Sie soll ferner die Wertschöpfung steigern und insbesondere im ländlichen Raum wohlfahrtssteigernd wirken. Dieses Kapitel schildert diese Bedingungen einer nachhaltigen Bioökonomie, benennt die damit einhergehenden Zielkonflikte und verweist auf die Notwendigkeit einer starken globalen Governance, um belastbare Nachhaltigkeitskriterien umzusetzen.

Uwe Fritsche, Christine Rösch

10. Bioökonomie – Schlüssel zu unbegrenztem Wirtschafts- und Konsumwachstum?

Zusammenfassung

Wirtschaftswachstum ist politisch und ökonomisch gewollt, wenngleich unbegrenztes Wachstum in einer Welt mit begrenzten Ressourcen unmöglich ist und der Umwelt schadet. Die drei Strategieansätze der Effizienz, Konsistenz und Suffizienz prägen die Diskussion darüber, wie eine umweltverträglichere Entwicklung erreicht werden kann. In diesem Kontext erscheint Bioökonomie meist als eine Kombination von Effizienz- und Konsistenzstrategie. Man könnte Bioökonomie als Versuch verstehen, mit Konsistenz und Effizienz in der Reduktion der Umweltbelastung so viel Erfolg zu haben, dass Suffizienz gar nicht mehr nötig ist. Dieses Kapitel reflektiert, inwieweit dies ein tauglicher Versuch ist. Es fragt, ob die Bioökonomie dem Grundgedanken „Grünen Wachstums“ entspricht oder nicht vielmehr die Achtung vor dem Leben vermissen lässt. Es kontrastiert bioökonomische Überlegungen mit aktuellen Thesen des Ökomodernismus und fordert von der Bioökonomie einen Lernprozess am Leitbild der Nachhaltigkeit.

Armin Grunwald

Backmatter

Titel: Bioökonomie für Einsteiger
herausgegeben von: Joachim Pietzsch
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN: 978-3-662-53763-3
Print ISBN: 978-3-662-53762-6
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-53763-3