Bioökonomie

Zukunft sichern: Lösungen für endliche Ressourcen

Mikroben, Pflanzen, Boden, Wasser, Reststoffe: Wie lassen sich Ressourcen nachhaltiger nutzen? Auf der Suche nach Lösungen arbeiten Jülicher Forscher:innen mit dem Baukasten der Natur. Die Ziele: biobasierte, wettbewerbsfähige Kreisläufe und Lösungen zur Anpassung an den Klimawandel.

Die Menschheit verbraucht die Rohstoffe der Erde übermäßig. Die globale Erwärmung setzt die Ökosysteme zusätzlich unter Druck. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Nahrung und anderen Ressourcen. Denn die Weltbevölkerung wächst: Für 2030 sagen die Vereinten Nationen 8,5 Milliarden Menschen voraus, für 2050 sogar 9,7 Milliarden. Sollen sie gut auf der Erde leben können, muss sich die Wirtschaft grundlegend verändern. Hin zu einem nachhaltigen Wirtschaften, das auf biologische Ressourcen setzt, Natur und Klima schont, nach dem Kreislaufprinzip funktioniert und zudem unsere Wirtschaft zukunftsfähig macht.

Biobasierte Lösungen für eine lebenswerte Welt, die unsere endlichen, natürlichen Ressourcen schont. Dieser Aufgabe widmen sich unterschiedliche Disziplinen gemeinsam am Forschungszentrum Jülich - für eine nachhaltige Bioökonomie.

Wie lassen sich natürliche Ressourcen erhalten und schützen? Wie stellt man die menschliche Ernährung sicher und zudem die industrielle Produktion auf nachwachsende Rohstoffe um? Und mit welchen Geschäftsmodellen und regulatorischen Rahmenbedingungen gelingt das wirtschaftlich erfolgreich? Am Forschungszentrum Jülich entwickeln wir Grundlagen und Prozesse, wie eine nachhaltige Bioökonomie funktionieren kann. Denn gute Bioökonomie-Konzepte benötigen vielfältige Expertise. Unsere Wissenschaftler:innen arbeiten dabei eng mit den Fachbereichen Energie und Information zusammen.

Basis für grünes Wirtschaften

In unserer Forschung wenden wir uns vor allem Bereichen zu, die sich im Zuge eines bioökonomischen Transformationsprozesses anpassen müssen. Dabei legen wir großen Wert auf den Dialog mit Wirtschaft und Gesellschaft. Gemeinsam wollen wir wesentliche Beiträge zur nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen leisten.

Wie genau? Ein wichtiger Baustein sind maßgeschneiderte pflanzliche Rohstoffe, Mikroorganismen und biologische Katalysatoren wie Enzyme. Sie können pflanzliche Biomasse, CO₂ und sogar Plastik in Materialien und Wertstoffe umwandeln. In Jülich entwickeln wir automatisierte Verfahren für nützliche Mikrobenstämme, entwerfen Prozesse, um aus Rohstoffen innovative Produkte zu machen – und bewerten deren Nachhaltigkeit.

Gute Ernten trotz Klimastress

Mit unserer Pflanzen- und Agrarforschung helfen wir, Nutzpflanzen fit zu machen für Klimawandelfolgen wie zunehmende Dürre und Trockenheit. Welche Arten oder Sorten sind besonders robust? Und in welchen Produktionssystemen liefern sie auch unter Stress gute Erträge? Wie kann Robotik und künstliche Intelligenz dabei helfen? Im Sinne der Nachhaltigkeit arbeiten wir an Mehrfachnutzung von Ressourcen. So kann eine Pflanze wie die Färberdistel sowohl ein hochwertiges Öl für Schmierstoffe und als auch Fasern für Verpackungen liefern. Und dank Agri-Photovoltaik bringen Ackerflächen doppelt Ertrag: sie schützen pflanzliche Ernten und produzieren grünen Strom aus Sonnenenergie.

Digitale Geodaten- und Simulationssysteme helfen dabei, die Land- und Wasserwirtschaft resilienter gegen Klimaextreme zu machen. Schon heute erlauben digitale Geodaten- und Simulationssysteme „made in Jülich“ präzise Echtzeitvorhersagen zu Dürren oder Prognosen der Wasserverfügbarkeit für landwirtschaftliche Flächen. https://wasser-monitor.de/

Und nicht nur für solche Vorhersagen nutzen wir Daten: Mithilfe computergestützter Methoden und Künstlicher Intelligenz werten wir riesige Informationsmengen aus, um zum Beispiel neue Gene in Pflanzen und Mikroorganismen zu finden oder bioaktive Moleküle zu optimieren – sei es für die Pflanzenzüchtung oder für medizinische Wirkstoffe. Damit die Menschheit auch in Zukunft mit den Ressourcen auskommt, die ihr die Erde zur Verfügung stellt.

Modellregion BioökonomieREVIER

Innovativ und zirkulär: Jülicher Forschungsergebnisse sollen in regionalen Bioökonomien praktische Anwendung finden. Dafür erarbeiten wir bereits seit 2010 im Kompetenzzentrum Bioeconomy Science Center (BioSC) lösungsorientierte Konzepte – gemeinschaftlich mit regionalen Partnern.

Mit der Initiative BioökonomieREVIER entstand die Idee einer Modellregion für biobasiertes Wirtschaften im Rheinischen Braunkohlerevier, direkt vor unserer Haustür. Mit unserem Innovationspotenzial gestalten wir die Zukunft unseres treibhausgasintensiven Wirtschaftssystems auf Basis der regionalen Stärken. Das Ziel: eine Wirtschaftsregion mit internationaler Strahlkraft und Vorbildcharakter zu entwickeln. Denn wir sind überzeugt, dass auch in anderen Teilen der Welt regionale Lösungen gefragt sind, um Wirtschaftssysteme nachhaltig zu verändern.

Mehr zu unserer Forschung

Energie

Sonne, Wind und Wasser statt Kohle und Öl: Wie kann ein nachhaltiges Energiesystem aussehen, das auf erneuerbare Energien setzt? Jülicher Wissenschaftler:innen zeigen, wie die Klimawende besser, schneller und wirtschaftlicher gelingt.

Information

Mit unseren leistungsstarken Supercomputern gehören wir zur weltweiten Spitze. Daneben arbeiten wir an Rechnern, die völlig neue Technologien nutzen – wie Quantencomputer oder Rechner nach dem Vorbild des Gehirns.

Output & Impact

Das Forschungszentrum Jülich ist eine Erkenntnisfabrik. Mit unserer Arbeit verschieben wir die Grenzen des Wissens und schaffen so die Basis für neue Anwendungen. Wissen, das wir zur Verfügung stellen, schafft Wirkung - auf vielfältige Weise.

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