Wunderkeime erzeugen Bio-Butanol

Forscher an der US-amerikanischen Rice Universität haben eine Möglichkeit gefunden, den Alkohol Butanol preisgünstig herzustellen. Die Ergebnisse wurden in „Nature“ publiziert. Modifizierte E.-coli-Bakterien können Zucker zehn Mal schneller in Butanol umwandeln als bisher verwendete Organismen. Butanol enthält mehr Energie pro Volumenseinheit als Ethanol und könnte somit in Zukunft als effizienter Treibstoff dienen.

Große Zukunft

Um die Bakterien zur Alkoholproduktion zu bewegen, haben die Forscher einen Trick angewendet. Sie haben einen Stoffwechselprozess der E.-coli-Keime umgedreht. Statt Fettsäuren zur Energiegewinnung zu zerlegen bauen die Bakterien jetzt Kohlenwasserstoffe. Um das gewünschte Resultat zu erzielen, mussten die Forscher etwa ein Dutzend Gene modifizieren. Mit dieser Methode können neben Butanol auch noch viele weitere Kohlenwasserstoffe synthetisiert werden. Außerdem findet der Prozess, den die Forscher manipuliert haben, nicht nur in E.-coli-Bakterien statt. Andere Organismen können das Verfahren noch billiger und effizienter machen.

Alkohol ist eine Alternative zu herkömmlichen Treibstoffen, meint Christoph Kutschera von der TU Graz http://www.tugraz.at . „Alkohol kann mit recht geringen Modifikationen an bestehenden Verbrennungsmotoren als Treibstoff eingesetzt werden. In den USA wird im Rennsport schon heute teilweise Ethanol eingesetzt“, so Kutschera im Gespräch mit pressetext. Bisherige Prozesse zur Herstellung von Butanol haben nur geringe Mengen des wertvollen Alkohols geliefert. Die genetisch modifizierten E.-coli-Bakterien arbeiten schneller und produzieren zehn Mal so viel Butanol aus der selben Menge Zucker.

Lebensmittel gegen Sprit

Die Optimierung lindert auch eines der großen Probleme, an denen dieser und ähnliche Prozesse leiden. „Die Kraftstofferzeugung steht momentan in direkter Konkurrenz zur Lebensmittelindustrie, da Zuckerrohr, Mais und ähnliche Pflanzen als Ausgangsprodukt dienen. Auch der Verbrauch von Wasser ist enorm“, erklärt Kutschera. Vor allem die Abkehr von Lebensmitteln als Grundstoff ist ein Ziel der Forscher, doch die Herausforderungen sind groß. „Alternativen wie Holzfasern oder Maisstroh müssen den Bakterien in aufwändigen Verfahren zugänglich gemacht werden. Das braucht enorm viel Wasser und Energie, was die Gesamtenergiebilanz sehr ungünstig macht“, sagt Kutschera.

Die Forschung auf diesem Gebiet ist in vollem Gange. In den USA gibt es schon einige Start-ups, die konkurrenzfähiges Bio-Butanol herstellen wollen. Sie arbeiten neben E.-coli-Bakterien auch mit Hefen, um den Alkohol herzustellen. Mit zunehmend optimierten Produktionsprozessen werden Alkohole als Energieträger attraktiver. „Am Ende muss ein leistbares Produkt stehen, das bei der Herstellung weniger Energie verbraucht. Dann haben Bio-Sprit, aber auch Bio-Kunststoffe eine Zukunft“, so Kutschera.