Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Die Herkunft der Biomasse

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1 1 Einleitung 1 Joachim Pietzsch, Ulrich Schurr 1.1 Die Ablösung der ursprünglichen Bioökonomie Die Ambivalenz des Anthropozän Die Ausgangsbedingungen einer wissensbasierten Bioökonomie Ausgangspunkte nationaler Bioökonomiestrategien 8 Literatur 10 2 Die Herkunft der Biomasse 11 Melvin Lippe, Iris Lewandowski, Rüdiger Unseld, Johannes Pucher, Klaus-Rainer Bräutigam 2.1 Biomasse aus der Agrarwirtschaft Grundlagen der Pflanzenproduktion Grundlagen der Tierproduktion Charakterisierung landwirtschaftlicher Produktionssysteme Stoffströme und Biomasseerträge Potenziale zur Erhöhung der Biomasseproduktion Biomasse aus der Forstwirtschaft Die Bedeutung des Rohstoffes Holz Der Waldstandort als Produktionsbasis Waldnutzung und Waldbausysteme Möglichkeiten zur Erhöhung der Holzproduktion Strategien für einen rationellen Umgang mit Holz Biomasse aus der Fischereiwirtschaft und Aquakultur Die Bedeutung aquatischer Organismen Die Fischereiwirtschaft Die Aquakultur Biomasse aus der Abfallwirtschaft Rechtliche Grundlagen Aufkommen und Zusammensetzung von Siedlungsabfällen Aufkommen an Reststoffen Forstwirtschaftliche (Rest-)Biomasse Bioabfallbehandlungsanlagen 60 Literatur 62 IX

2 X 3 Nahrungsmittelsicherheit und gesunde Ernährung im Kontext der Bioökonomie 67 Ulrich Schurr 3.1 Formen und Folgen von Fehlernährung Unterernährung Unterversorgung mit Mikronährstoffen und Vitaminen Übergewichtigkeit Bereitstellung von Nahrungsmitteln und Nahrungsmittelverluste Nahrungsmittelproduktion Futtermittel, Effizienz der Ressourcennutzung und Fleischkonsum Biomasse- und Nahrungsmittelverluste Nahrungsmittelunsicherheit ein Syndrom mit vielen Facetten 74 Literatur 75 4 Die Nutzung von Biomasse zur Herstellung von Treibstoff und Chemikalien 77 Jochen Michels 4.1 Die heutige Rohstoffbasis der chemischen Industrie Auf dem Weg zu biobasierten Wertschöpfungsketten Die chemische Klassifikation nachwachsender Rohstoffe Plattformchemikalien aus fossilen und nachwachsenden Rohstoffen Die Funktionsweise von Bioraffinerien Zucker-Bioraffinerie Stärke-Bioraffinerie Pflanzenöl-Bioraffinerie Lignocellulose-Bioraffinerie Grüne Bioraffinerie Synthesegas-Bioraffinerie Bioraffineriekonzepte auf der Basis von Algen 102 Literatur Die Bedeutung der Biotechnologie für die Bioökonomie 105 Manfred Kircher, Michael Bott, Jan Marienhagen 5.1 Die Biotechnologie als Produktionsverfahren Mikroorganismen Enzyme Pflanzen Tier Die Perspektiven der synthetischen Biologie BioBricks Design und Konstruktion synthetischer Biosynthesewege Synthetische Mikrokompartimente Synthetische Genome Neue genetische Werkzeuge 125 Literatur 128

3 XI 6 Die Bioökonomie unter dem Blickwinkel der Innovationsökonomie 129 Andreas Pyka 6.1 Die Diskontinuität des Fortschritts Grenzen des Wachstums? Innovationssysteme und Wissen Innovation in wissensbasierten Gesellschaften Die Ökonomie des Wandels Transformation als politische Priorität 136 Literatur Die Bioökonomie als Kreislauf- und Verbundsystem 139 Silvan Berg, Manfred Kircher, Nina Preschitschek, Stefanie Bröring, Ulrich Schurr 7.1 Entstehung neuer Wertschöpfungsketten Substitutive Konvergenz Komplementäre Konvergenz Neue Vernetzung Bedingungen für die Bildung bioökonomischer Wertschöpfungsketten Gesellschaftliche Anforderungen und politische Rahmenbedingungen Markt und Produkte Lieferketten und Logistik Technologische Komplexität Perspektiven bioökonomischer Wertschöpfungsketten Etablierte Wertschöpfungsketten Aufstrebende Wertschöpfungsketten Zukünftige Wertschöpfungsketten 150 Literatur Kriterien für den Erfolg der Bioökonomie 159 Stefanie Bröring, Chad M. Baum, Olivier K. Butkowski, Manfred Kircher 8.1 Zielkonflikte und deren potenzielle Lösung mittels Eco-Innovation Wettbewerbsfähigkeit Theoretische Wettbewerbsvorteile der Bioökonomie Der Status quo: die etablierte fossilbasierte Ökonomie Herausforderungen und Anforderungen an eine wettbewerbsfähige Bioökonomie Kunden- und Konsumentenakzeptanz Die Grundlagen der Akzeptanz und Adoption von Innovationen Konkrete Faktoren der Konsumentenakzeptanz Determinanten der Adoption von Technologien 172 Literatur 173

4 XII 9 Die Bedingungen einer nachhaltigen Bioökonomie 177 Uwe Fritsche, Christine Rösch 9.1 Ziele nachhaltiger Entwicklung Ernährungssicherheit Landressourcen Wasserressourcen Biodiversität Ressourceneffizienz Klimawirkung und Treibhausgase Ländlicher Raum Zielkonflikte Good Global Governance 197 Literatur Bioökonomie Schlüssel zu unbegrenztem Wirtschafts- und Konsumwachstum? 205 Armin Grunwald 10.1 Unbegrenztes Wachstum in einer begrenzten Welt? Strategien umweltverträglicher Entwicklung Grünes Wachstum oder Abschied vom Wachstum? Bioökonomie und Ökomodernismus Feindschaft zur oder Allianz mit der Natur? Ein Lernprozess am Leitbild der Nachhaltigkeit 210 Literatur 211 Sachverzeichnis 213

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