Machen wir s möglich! Spezialchemie aus Synthesegas

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1 Platzhalter Titelbild Machen wir s möglich! Spezialchemie aus Synthesegas Dr. Thomas Haas 4. Dezember 2013

Die Fabrik in der Zelle öffnet der Spezialchemie neue Türen Genetische Information aus verschiedenen Quellen Gen A Gen B Gen C A B E C F D Natives Enzym Verbessertes Enzym Gerichtete Evolution

2 Die Fabrik in der Zelle öffnet der Spezialchemie neue Türen Genetische Information aus verschiedenen Quellen Gen A Gen B Gen C A B E C F D Natives Enzym Verbessertes Enzym Gerichtete Evolution Einführung eines neuen Stoffwechselweges in Bakterienzellen Gen A Gen B Gen C Rohstoff Enzym A Enzym B Enzym C Endprodukt 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 2

3 Syngas-Fermentation als Biotechnologie der 3. Generation Generation Rohstoff Biotechnologie 1. Gen. Pflanzenöle Weizen Mais Zucker Direkte Fermentation 2. Gen. Biomasse-Reststoffe aus Land- und Forstwirtschaft Lignocellulose- Hydrolyse Integrierte Fermentation 3. Gen. Kommunale Abfälle Pflanzenreststoffe Industrielle Abgase Syngas- Fermentation 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 3

3H 2 2CH 4 + O 2 2CO + 4H 2 Biomassevergasung: C

Abgasströmen (z.b. Kraftwerksabgase) mit exogenem H 2 (z.

4 Synthesegas (CO,CO 2,H 2 ) ein leicht zugänglicher Rohstoff Abgasströme aus Koksöfen und Stahlwerken, z.b. Konvertergas: CO, CO 2, H 2 in NRW > 2 Mio. t/a Dampfreformierung oder katalytische Oxidation von CH 4 (Methan): CH 4 + H 2 O CO + 3H 2 2CH 4 + O 2 2CO + 4H 2 Biomassevergasung: C 6 H 12 O 6 6CO + 6H 2 Das Mischen von CO 2 Abgasströmen (z.b. Kraftwerksabgase) mit exogenem H 2 (z.b. aus der Solarenergie) 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 4

Syngas-Zellfabriken nutzen Werkzeuge der frühen Erdgeschichte Vor 3,5 Milliarden Jahren war die Erde von Wasser bedeckt und reich an H 2 und CO 2 Primitive Proto-Methanogene und -Acetogene

5 Syngas-Zellfabriken nutzen Werkzeuge der frühen Erdgeschichte Vor 3,5 Milliarden Jahren war die Erde von Wasser bedeckt und reich an H 2 und CO 2 Primitive Proto-Methanogene und -Acetogene entwickelten sich zu Bakterien und Archaeen Diese chemolithotrophen Organismen, Acetogene und Methanogene, nutzen H 2 und CO 2 zur Energiegewinnung und zum Wachstum M. Russel (2006) First Life. American Scientist, 94, W. Martin (2009) Alles hat einen Anfang, auch die Evolution: Hydrothermalquellen und der Ursprung des Lebens. Biol. Unserer Zeit, 39 (3), Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 5

6 Syngas-Fermentation bietet große Rohstoffflexibilität Abgasströme aus Koksöfen oder Stahlwerken Milchsäure, 1,3-Butadien Dampfreformierung oder katalytische Oxidation von Erdgas Mischen von CO 2 -Abgasströmen mit exogenem H 2 Fermentation von Synthesegas Fettsäuren PHB PHA Biomassevergasung Butanol, Butandiol 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 6

7 Erste durch Syngas-Fermentation erzeugte Spezialchemikalie: 2-HIBS Ein genetisch veränderter Organismus erzeugt mit Syngas unter autotrophen Bedingungen hoch selektives 2-HIBS. 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 7

8 Herstellung von Acrylglas durch Biotech-Verfahren mit Syngas Derzeitiges Sulfo-Verfahren Aceton Biotech-Verfahren Syngas HCN ACH Biotechnologie H 2 SO 4 2-HIBS MAAS CH 3 OH MMA + (NH 4 ) 2 SO 4 Chemie CH 3 OH MAS MMA 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 8

9 Syngas-Fermentation: Schritte bis zum Markteintritt heute Entwicklung 1. Zelle 2. Bioprozess 3. Reinigung 4. Polymerisation. Pilotanlage Basis Planung Anlagenbau 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 9

10 Zusammenfassung Die Fabrik in der Zelle nutzt alternative Rohstoffe und eröffnet so neue Möglichkeiten für Spezialchemikalien wie Hochleistungsmonomere, Fettsäuren, Tenside etc. Synthesegas nutzende Zellfabriken machen die Produktion von Spezialchemikalien unabhängig von spezifischen Rohstoffen. Sie bieten maximale Rohstoffflexibilität. Die Syngas-Fermentation ist ein neuer Ansatz für Investitionen nahe beim Kunden und mit einer sehr wettbewerbsfähigen Kostenposition. Die Forschungsarbeiten werden teilweise durch das Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz (BMELV) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert. 4. Dezember 2013 F&E-Pressegespräch Spezialchemie aus Synthesegas Seite 10

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