Nach der Definition der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) ist die Biotechnologie die Anwendung von Wissenschaft und Technik auf lebende Organismen, Teile von ihnen, ihre Produkte oder Modelle von ihnen zwecks Veränderung von lebender oder nichtlebender Materie zur Erweiterung des Wissensstandes, zur Herstellung von Gütern und zur Bereitstellung von Dienstleistungen.

Die Entwicklung und Etablierung nachhaltiger Verfahren wird auch in der Biotechnologie immer wichtiger, so dass die sie eine der wichtigsten Säulen der aufstrebenden Bioökonomie darstellt. Neue Prozesse, Produkte, Produktionsplattformen und die Digitalisierung sind die treibende Kraft für die Entwicklung zahlreicher neuer Anwendungen in den nächsten Jahrzehnten und bieten ein großes Potential, um bestehende Herausforderungen im Bereich Gesundheit, Ernährung und Umwelt zu lösen.

In den letzten 20 Jahren wurden bereits substanzielle Fortschritte erzielt, um ein immer breiteres Spektrum an Produkten aus nachhaltigen Rohstoffquellen mittels sanfter biotechnologischer Verfahren zu generieren.

Die Biotechnologie-Branche in Deutschland ist seit Jahren gewachsen, wie eine Vielzahl von Statistiken zeigt. Aktuell existieren in Deutschland 679 reine Biotech-Unternehmen sowie 141 weitere Unternehmen, die ebenfalls im Bereich der Biotechnologie agieren. Zusammen beschäftigen diese über 50.000 Mitarbeitende nur im Bereich der Biotechnologie. Über die Hälfte dieser Unternehmen ist im Bereich Gesundheit und Medizin angesiedelt. Dazu kommen zahlreiche Unternehmen aus Branchen wie der chemischen Industrie, die auch biotechnologische Prozesse einsetzen und in den einschlägigen Statistiken nicht berücksichtigt werden.

Als Biotechnolog:in wendest Du Naturwissenschaft und Technik auf lebende Organismen, Teile von diesen oder ihre Produkte an. Dadurch bereicherst Du den Wissensstand und trägst zur Herstellung von Industriegütern bei. Deine Ziele sind zum einen die Entwicklung von neuen Verfahren zur Herstellung von Alltagsprodukten und zum anderen die Herstellung von Diagnosemethoden. Die Biotechnologie wird schon seit Jahrhunderten verwendet, um etwa Wein und Bier mit Hefe herzustellen oder Milch zu Milchprodukten weiterzuverarbeiten.

Medikamente, Lebensmittel, Kosmetikprodukte, Waschmittel und Werkstoffe – dies sind nur einige Dinge, die heute durch die Biotechnologie entstehen. Die Biotechnologie ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Nutzung von Enzymen, Zellen und Organismen in technischen Anwendungen beschäftigt. Bei der Arbeit als Biotechnolog:in kombinierst Du Mikrobiologie, Biochemie, Molekularbiologie, Bioinformatik, Ingenieurwissenschaften und Verfahrenstechnik.

Die Bioökonomie bezeichnet die wissensbasierte Erzeugung und Nutzung nachwachsender Ressourcen, um Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereitzustellen. Sie umfasst daher alle Wirtschaftssektoren, die regenerative Ressourcen wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen sowie deren Produkte nutzen und prozessieren.

In den nächsten 20 Jahren wird die Bioökonomie im Energie-, Landwirtschafts-, Nahrungs- und Futtermittelsektor technisch ausgereift sein und dem Ideal einer Kreislaufwirtschaft nahekommen. Zahlreiche neue Produkte und Chemikalien auf Basis nachwachsender Rohstoffe werden auf den Markt kommen.

Neue Anbau- und Verarbeitungstechnologien ermöglichen Effizienzsteigerungen bei der Biomassenutzung sowie die Nutzung alternativer oder neuer Biomassequellen. Die Reduzierung des Fleischkonsums und die Umstellung auf Lebens- und Futtermittelalternativen, wie z. B. Insekten, werden den Lebens- und Futtermittelmarkt im kommenden Jahrzehnt prägen. Nur so lassen sich die Klimaziele erreichen und die Welternährung sichern.

Einfache „Ersatz“-Proteine können im Vergleich zu hochwertigen tierischen Proteinen schneller, kostengünstiger und aus “schlechten” Rohstoffen hergestellt werden. Die Verarbeitung der komplexen und verdünnten Stoffströme erfordert neue Downstream-Verarbeitungskonzepte. Noch sind Prozessentwicklungen zur Anreicherung von niedrig-konzentrierten Inhaltsstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen und Abfallströmen ein wenig beachtetes Forschungsgebiet.

Eine hohe Hürde für die Bioökonomie ist das geringe Preisniveau fossiler Rohstoffe, das petrochemische (Erdöl-basierte) Produktionswege begünstigt. Das könnte durch Marktregulierung und Anreizeffekte überwunden werden. Schwierig bleibt auch die Integration neuer Verfahren und Zwischenprodukte in bestehende Wertschöpfungszyklen und die Entwicklung neuer Produktionsketten, da nicht nur ausreichende Biomasse in hoher Qualität zur Verfügung stehen muss, sondern auch Märkte rund um biobasierte Produkte weiterentwickelt werden müssen.

Die Biologisierung der Industrie und nachhaltiges Wirtschaften sind neben der Digitalisierung die wesentlichen Impulsgeber für zukünftige Innovationen und industriellen Fortschritt. Die Biologisierung wird nahezu alle Branchen betreffen und u.a. Klimaschutz, Ressourceneffizienz und die medizinische Versorgung der Menschen verbessern. Mit Hilfe bioaktiver Stoffe wird der Verbrauch von Energie und Rohstoffen verringert und die Produktion effizienter.

In welchen Bereichen kann man als Biotechnolog:in arbeiten?

Was versteht man unter einem Downstream-Prozess?