Umweltministerium: 30 Millionen für den Sprung zur KI-gesteuerten Biologie

Im Mittelpunkt der Ausschreibung steht ein technologischer Ansatz, der über die klassische industrielle Biotechnologie hinausgeht. Statt einzelne, hochoptimierte Mikroorganismenstämme einzusetzen, sollen Gemeinschaften verschiedener Mikroorganismen gezielt für die Verarbeitung komplexer Rohstoffströme genutzt werden. Die Organismen könnten sich dabei einzelne Schritte einer biotechnologischen Produktionskette teilen – etwa beim Abbau von Abfällen und der anschließenden Herstellung von Chemikalien oder Materialien.

Mikrobenvielfalt gezielt nutzen

Der Vorteil solcher mikrobiellen Konsortien liegt in ihrer Robustheit. Sie könnten mit schwankenden Rohstoffqualitäten umgehen und Stoffströme verarbeiten, die für einzelne Produktionsstämme schwer zugänglich sind. Als mögliche Anwendungen nennt das BMUKN unter anderem Altreifen, Textilien und Baustoffe. Auch die Biosynthese neuer Materialien, die anschließend wieder in Kreisläufe zurückgeführt werden können, ist Teil des Konzepts.

Genau hier liegt allerdings das Problem: Je komplexer die Gemeinschaft aus Mikroorganismen und Stoffwechselwegen, desto schwieriger wird es, ihr Verhalten vorherzusagen und einen industriellen Prozess stabil zu steuern. Die Challenge setzt deshalb auf KI als eine Art Kontroll- und Prognoseebene. Sie soll Messdaten auswerten, das Verhalten der mikrobiellen Gemeinschaften vorhersagen, unerwünschte Entwicklungen erkennen und damit reproduzierbare Prozesse im industriellen Maßstab ermöglichen.

Kreislaufwirtschaft in Bedrängnis

Der Ansatz verbindet damit zwei Technologiefelder, die bislang häufig getrennt betrachtet werden: industrielle Biotechnologie und künstliche Intelligenz. Gelingt der Sprung, könnten Abfall- und Reststoffströme nicht nur recycelt, sondern biologisch zu neuen Ausgangsstoffen für die Chemie und Materialproduktion umgewandelt werden. Das hätte auch eine fossile Dimension: Nach Angaben der Internationalen Energieagentur entfällt bis 2050 fast die Hälfte des erwarteten zusätzlichen weltweiten Ölverbrauchs auf die Petrochemie.

Doch aktuell hat man das Gefühl, dass die Abhängigkeit von Öl und von Erdölproduzenten (Nationen und Unternehmen) kein strategisches Umdenken einleitet, sondern eher Reaktionen wie aus einer längst vergangengeblaubten Wirtschaftspolitik auslösen, Stichwort Tankrabatt. Um so wichtiger bleibt es, dass wenigstens einzelne politische Entscheidungsträger auch weiterhin die berühmte Technologieoffenheit nicht nur im Munde führen, sondern auch mit finanzieller Förderung helfen, solchen fossilfreien Entwicklungen einen Weg zu ebnen.

Die Challenge ist Teil der Nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie und der Digitalisierungsinitiative des BMUKN. Bis zum 16. November können sich Teams bewerben. Eine internationale Jury soll Anfang Dezember in Leipzig bis zu zehn Teams auswählen. Danach geht es in drei Stufen weiter, wobei nach jeder Phase entschieden wird, welche Ansätze weiterverfolgt werden.

Der Fördermechanismus folgt damit dem SPRIND-Prinzip: Nicht möglichst viele Projekte sollen über Jahre gefördert werden, sondern wenige technologische Wetten sollen unter realen Bedingungen zeigen, ob aus einer wissenschaftlich anspruchsvollen Idee tatsächlich eine skalierbare Technologie werden kann. Die gemeinsame Challenge von Umweltministerium und SPRIND ist damit zugleich ein Test dafür, ob sich industrielle Biotechnologie mit KI vom viel diskutierten Potenzial in Richtung industrieller Anwendung bewegen lässt.