Forschungsprojekt zur Herstellung von Ethanol aus Reisstroh gestartet

Die Herstellung von Biokraftstoff aus Reisstroh würde das, was normalerweise verbrannt wird, in eine gewinnbringende Nutzpflanze verwandeln (Foto: Aston University).

Ein Team der Aston University im britischen Birmingham will sich mit der Umwandlung von Reisstroh in Biokraftstoff befassen.

Die Forschungsarbeit wird von Dr. Alfred Fernandez-Castane geleitet, Dozent für Bioverfahrenstechnik und leitender Forscher am Energy and Bioproducts Research Institute der Aston University. Auch Marie-Curie-Stipendiat Dr. Longinus Igbojionu wird teilnehmen.

Die derzeitige Produktion von Biokraftstoffen basiert größtenteils auf Nutzpflanzen wie Zuckerrohr und Zuckerrüben, und es bestehen entsprechende Bedenken hinsichtlich des Gleichgewichts zwischen Nahrungsmittel- und Kraftstoffpflanzen.

Trockene Stoffe wie Reisstroh gelten als bessere Alternative, da sie üblicherweise als landwirtschaftliches Abfallnebenprodukt behandelt werden, das größtenteils auf dem Feld verbrannt wird.

Das auf zwei Jahre angelegte Projekt mit dem einprägsamen Titel „Ein integrierter Ansatz zur Ethanolproduktion aus Reisstroh durch mikrowellenunterstützte tiefe eutektische Vorbehandlung und sequentielle Kultivierung unter Verwendung von Candida tropicalis und Saccharomyces cerevisiae“ erforscht sauberere und kostengünstigere Methoden zur Extraktion energiehaltiger Moleküle aus Reisstroh.

Dr. Alfred Fernandez-Castane sagte: „Die Probleme, die bei der Umwandlung von Reisstroh in Ethanol auftreten, können in vier Hauptherausforderungen eingeteilt werden und die Lösung jeder dieser Herausforderungen wird zu einem erheblichen Fortschritt gegenüber dem aktuellen Stand der Technik führen.“

„Die erste besteht darin, Vorbehandlungsbedingungen zu entwickeln, die komplexe Polymere aufbrechen und so die Entfernung von Lignin ermöglichen.

Als nächstes werden wir neuartige Technologien zur Vorbehandlung von Biomasse untersuchen, die umweltfreundliche Lösungsmittel und Mikrowellen kombinieren, und untersuchen, wie sich unterschiedliche Methoden auf Morphologie, Struktur und Kristallinität der Biomasse auswirken. Anschließend werden wir neuartige Biotransformationen mit den Hefen Candida tropicalis und Saccharomyces cerevisiae entwickeln, um Zucker effizient in Ethanol umzuwandeln.

„Diese drei Herausforderungen führen zur vierten wissenschaftlichen Herausforderung, nämlich den Prozess nachhaltig und skalierbar zu gestalten, beispielsweise durch das Recycling des entstehenden Abwassers und sogar die Möglichkeit, das Nebenprodukt der Hefe als Tierfutter zu verwenden.“

Das Team ist davon überzeugt, dass die Forschung dazu beitragen wird, die globale Erwärmung zu bekämpfen und vermeidbare Todesfälle zu verringern, indem sie die globale Nahrungsmittelsicherheit schützt, den CO2-Ausstoß durch die Reduzierung der Strohverbrennung minimiert und die für den Anbau von Energiepflanzen benötigte Ackerfläche verringert.

Laut Statistiken der Weltbank ist Reis das Grundnahrungsmittel für mehr als 3,5 Milliarden Menschen weltweit. Es wird angenommen, dass für jede weitere Milliarde Menschen, die die Weltbevölkerung vergrößern, jährlich 100 Millionen Tonnen Reis zusätzlich produziert werden müssen.

Die Internationale Energieagentur geht davon aus, dass die Nachfrage nach Biokraftstoffen bis 2027 um etwa 20 % steigen wird. Die Nutzung von Reisstroh würde dazu beitragen, die Abhängigkeit von importiertem Öl zu verringern und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen in Ländern zu senken, die von einer solchen Lösung profitieren könnten.

Die Forschung an der Aston University soll im November 2025 abgeschlossen sein.