Gentechnik für Biodiesel?

Biodiesel und Bioethanol könnte kostengünstiger und nachhaltiger aus genetisch verändertem Zuckerrohr hergestellt werden.

Amerikas Ölverbrauch übersteigt bei weitem den Verbrauch jedes anderen Landes. Und was noch wichtiger ist, Erdöl ist nicht nachhaltig. Deshalb forderte der Kongress im Jahr 2007 eine Abkehr von Energie auf Erdölbasis hin zu mehr erneuerbaren Energiequellen. Sojabohnen, ein wichtiger Eiweißlieferant in der Ernährung und momentan die Hauptquelle für pflanzliche Öle zur Biodiesel-Produktion, liefern nur etwa ein Barrel Öl pro 0,4 Hektar. Bei einer solchen Ertragsmenge wird die Sojabohnenernte niemals den landesweiten Durst nach Öl stillen können.

Große Ölmengen aus Zuckerrohr
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Zuckerrohr und Zuckerhirse sind ertragreich
»Wir dachten, wenn wir noch mal von vorne anfangen, brauchen wir zunächst einmal eine sehr produktive Ernte. Und wir würden etwas brauchen, was auf Ackerflächen wächst, die nicht sehr intensiv für den Nahrungsmittelanbau genutzt werden. So kamen wir auf Zuckerrohr und Zuckerhirse«, erinnert sich Stephen P. Long, Kulturpflanzenwissenschaftler an der Universität von Illinois und Forschungsleiter des Projektes.

Zuckerrohr produziert Öl statt Zucker
Das Team änderte genetisch den Stoffwechsel des Zuckerrohres so, dass Zucker in Fette oder Öle umgewandelt werden, die für die Herstellung von Biodiesel genutzt werden können. Die natürliche Zusammensetzung von Zuckerrohr besteht typischerweise nur aus 0,05 Prozent Öl. Innerhalb eines Jahres nach dem Projektstart war das Team in der Lage, die Ölproduktion um das Zwanzigfache zu steigern auf ungefähr ein Prozent. Zum Zeitpunkt dieses Artikels produzieren die Öl-Zuckerrohr-Pflanzen zwölf Prozent Öl. Das ultimative Ziel ist es, 20 Prozent zu erreichen. Öl-Zuckerrohr hat zusätzliche Vorteile, die durch das Forschungsteam entwickelt wurden. Dazu gehören eine höhere Kälte-Toleranz und eine effizientere Photosynthese, die zu einer höheren Biomasseproduktion und sogar mehr Öl führt.
»Wenn sämtliche Energie, die in die Produktion von Zucker fließt, für die Produktion von Öl genutzt wird, könnte man 17 bis 20 Barrel Öl pro 0,4 Hektar erhalten«, erklärt Long. »Mit einer solchen Ernte könnte man Biodiesel zu einem sehr konkurrenzfähigen Preis herstellen und hätte darüber hinaus eine dauerhafte Ölquelle und einen erheblichen Ausgleich für die Treibhausgas-Emissionen.«

Zwei Treibstoffquellen in einer Pflanze
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Öl-Zuckerrohr ist dem Soja-Anbau überlegen
Die Analyse zeigte, dass Öl-Zuckerrohr mit 20 Prozent Ölgehalt, angebaut auf kaum genutzten Ackerflächen im Südosten der USA, mehr als zwei Drittel des nationalen Bedarfs an Diesel und Kerosin ersetzen könnte. Das ist mehr als Sojabohnen liefern können, selbst wenn die gesamte Ernte in die Biodiesel-Produktion fließen würde. Darüber hinaus kann Öl-Zuckerrohr dieses Produktivitäts-Niveau auf einem Bruchteil der Landfläche erreichen, die nötig wäre für Sojabohnen oder Raps und auf Agrarflächen, die für den Nahrungsmittelanbau als ungeeignet gelten.
Die aktuellen Produktionskosten für Biodiesel aus Sojabohnen liegen bei 1,08 US-Dollar pro Liter. Die Verwendung von Öl-Zuckerrohr mit zwei Prozent Ölgehalt könnte die Kosten auf 0,87 US-Dollar pro Liter senken und bei Zuckerrohr mit 20 Prozent Ölgehalt ist sogar eine Senkung auf 0,58 US-Dollar möglich. Und die Ethanol-Produktion aus ein-, fünf- oder zehnprozentigem Öl-Zuckerrohr würde den Kostenvorteil noch erhöhen.

Nachhaltige Ölproduktion für kommende Generationen
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Quelle: Huang, H., Long, S. and Singh, V. (2016), Techno-economic analysis of biodiesel and ethanol co-production from lipid-producing sugarcane. Biofuels, Bioprod. Bioref., doi: 10.1002/bbb.1640


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Text: Angelika Lensen
Fotos: Bildagentur Zoonar (Naturfoto-Online, Hanseat, Styleuneed)