Bioökonomie Skalierung: Drei Infrastrukturangebote für den Sprung vom Labor in die Industrie

Skalierung beschreibt den entscheidenden Schritt in der Bioökonomie von einer funktionierenden Labormethode hin zur industriellen Produktion im großen Maßstab. Klingt einfach – ist es nicht. Deutschland forscht seit 10 bis 20 Jahren intensiv an biobasierten Verfahren. Ergebnis: Laborregale voller Ideen, die auf ihre industrielle Umsetzung warten. Das Valley of Death zwischen TRL 4 und dem industriellen Einsatz kostet Unternehmen Jahre, Kapital und manchmal das ganze Vorhaben. Dabei ist die Uhr nicht neutral: Klimaneutralität bis 2045 ist kein Wunsch, sondern politisches Ziel. Das schafft Druck – und Chancen. 

TransBIB, das nationale Transfer- und Beschleunigungsnetzwerk für die industrielle Bioökonomie, hat genau diese Lücke im Blick. 14 Partner, über 40 Kompetenzhubs deutschlandweit, gefördert vom BMWE. In der TransBIB Learning Lounge stellten drei Infrastrukturanbieter ihre Angebote vor – und zeigten: Wer frühzeitig das Gespräch sucht, spart sich teure Fehler. 

Warum stockt die Bioökonomie Skalierung – und was braucht sie wirklich?

Eine Live-Umfrage zu Beginn der Learning Lounge brachte ein ernüchterndes Ergebnis: 21 von 41 Teilnehmenden hatten noch keinerlei Erfahrung mit Skalierungsinfrastruktur. Der mit Abstand meistgenannte Wunsch der erfahrenen Teilnehmenden: Support bei der Kommunikation mit Genehmigungsbehörden. Nicht mehr Technik, nicht mehr Förderprogramme – sondern weniger Bürokratie.

Das zentrale Hindernis der Bioökonomie Skalierung ist nicht fehlende Technologie, sondern fehlende Begleitung beim Weg durch Behörden und Genehmigungsprozesse.

Daneben zeigt die Praxis: Wer LCA (Life-Cycle-Assessment) und TEA (Techno-Economic Analysis) erst am Projektende aufmacht, verspielt wertvolle Optimierungschancen. Fraunhofer CBP-Koordinatorin Dr. Christine Rasche bringt es auf den Punkt – iterative LCA-Integration hilft, teure Stellschrauben früh zu identifizieren, bevor sie zu Sackgassen werden. Ebenso kritisch: die IP-Sicherheit. Wer eine öffentliche Skalierungsinfrastruktur nutzt, will sicher sein, dass das erarbeitete Know-how bei ihm bleibt.

Drei Anbieter, drei Antworten – und ein gemeinsamer Rat: lieber heute als morgen Kontakt aufnehmen.

Was bietet die BioCampus Multipilot Straubing – und wann ist sie verfügbar? 

Die Anlage: Konzept und Hintergrund 

Der Investor ist der Hafen Straubing-Sand, ein kommunaler Zweckverband in Niederbayern. Betreiber wird die BioCampus Straubing GmbH (BCG), eine 100-prozentige Tochter des Zweckverbandes, organisiert als GmbH ohne nennenswerte Gewinnerzielungsabsicht. Dr. Thomas Luck und sein Team haben die Anlage über fast zehn Jahre von der Idee zur Baustelle entwickelt. 

Investitionsvolumen: über 80 Millionen Euro. Politischer Spatenstich: Q4 2023. Baubeginn: 2024. Vollständige Inbetriebnahme: Anfang 2026. Straubing ist kein Zufall als Standort – TU München, Fraunhofer IGB, TFZ Technologieförderzentrum und das ansässige Biotechnologiegründerzentrum machen die Stadt zu einem kompakten Bioökonomiehub in Bayern.

Technik: Was ist möglich? 

Die BioCampus Multipilot ist konsequent auf lignozellulosische Rohstoffe ausgelegt – Stroh, Holz und ähnliche fasrige Biomassen. Der Durchsatz beträgt 200 kg/h, die Fermentationskapazität reicht bis 25 m³. Die Fermenter-Treppe erlaubt stufenweise Skalierung: 20 L → 200 L → 1 m³ → 10 m³ → 25 m³. Alle Fermenter sind mit moderner Sensorik für saubere Scale-up-Daten ausgestattet. 

Die Anlage gliedert sich in drei frei kombinierbare Module: 

• Pretreatment: Hochdruck-Aufschlussreaktor, einstellbar für Säure, Lauge und organische Lösemittel, variables Feststoff-Flüssigkeitsverhältnis 

• Fermentation / Enzymatik: Reaktoren bis 25 m³, kleinere unter Ex-Schutz-Bedingungen betreibbar 

• Downstream Processing: Homogenisator, Separatoren, Eindampfer, Trocknung 

Kunden können ein- und aussteigen, wo es für ihren Prozess sinnvoll ist. IP bleibt zu 100 % beim Kunden. Keine Ausnahmen. 

Wer jetzt Kontakt aufnimmt, kann die Anlage noch mitgestalten – Gespräche mit Dr. Luck und Team helfen, das Maßschneidern des Prozesses schon in der Planungsphase vorzubereiten. 

Was kann das Fraunhofer CBP Leuna – und was lernen Startups dort? 

11 Jahre Erfahrung, mitten im Chemiepark 

Das Fraunhofer-Zentrum für chemisch-biotechnologische Prozesse (CBP) in Leuna ist ein Standort des Fraunhofer IGB (Mutterinstitut Stuttgart) – und seit über 11 Jahren spezialisiert auf genau das, was vielen Bioökonomie-Startups fehlt: den Sprung aus dem Labor in den Pilotmaßstab. Die Lage mitten im Chemiepark Leuna ist kein Zufall – Medienversorgung (Erdgas, Dampf, Abwasser), Anbindung und industrielles Umfeld sind direkt verfügbar. 

Das CBP deckt drei Themenfelder ab: integrierter Lignozellulose-Aufschluss (inkl. Ligninfällung und -rückgewinnung), biotechnologische Fermentation sowie chemische Konversion. Besonderheit: Das CBP kann neuerdings auch CO₂ und H₂ als Ausgangsstoffe nutzen – CO₂ + H₂ → Methanol → Fermentationssubstrat. Damit ist Leuna eine der wenigen Anlagen in Deutschland, die diesen biotechnologischen Kreislauf schließen kann. 

Das unterschätzte Thema: Downstream Processing 

Dr. Rasche betont es deutlich: Die häufigste Schwachstelle bei Startups ist das Downstream Processing. Fermentationsdaten sind meist vorhanden – aber wie die Brühe aufgearbeitet, abgetrennt, konzentriert und getrocknet wird, das wird im Labor oft zu wenig durchdacht. Das CBP verfügt über einen breiten Park an Aufarbeitungsequipment: Homogenisator, Tellerseparatoren, Membranfiltration, Eindampfer, Trocknung. Hersteller-Vergleiche lassen sich direkt am laufenden Prozess durchführen.

Drei Praxisbeispiele aus dem CBP 

Calidris Bio – Proteine für Aquakultur und Haustiere: Skalierung in drei Stufen. Erst Prozessoptimierung + Entwicklung eines kontinuierlichen Fermentationsverfahrens am CBP. Dann Hochskalierung auf 1.000 L – diese Stufe ist entscheidend, um echtes industrielles Downstream-Equipment zu testen. Dritter Schritt: 10.000 L, über 100 kg Proteinmuster für Anwendungstests als Futtermittel. 

Rapsprotein ohne Hexan – B+B Engineering: Konventionelle Rapsöl-Extraktion nutzt Hexan – mit dem Ergebnis, dass Proteine im Rückstand minderwertig sind. CBP und B+N Engineering entwickelten gemeinsam ein alternatives Aufschlussverfahren ohne Hexan, das patentiert wurde. Daraus entstand eine gemeinsam betriebene Pilotanlage – ein vollwertiges halbes Technikum für integrierte Bioraffinierung von Ölsaaten. 

Pruvia – Kunststoffrecycling als Demonstrationsanlage: Pruvia benötigte einen Aufstellort für ihre Demonstrationsanlage. Das CBP stellte Infrastruktur, Medienversorgung und Personal bereit. Die Anlage läuft seit über einem Jahr an der Außenwand des CBP-Gebäudes in Leuna. Als nächster logischer Schritt: Ansiedlung im Chemiepark Leuna oder einem vergleichbaren Industriestandort. 

Das CBP begleitet Unternehmen von der ersten IP-Idee bis TRL 7 – und die räumliche Nähe zum Chemiepark Leuna macht den Übergang zur industriellen Ansiedlung fließend.

Was bietet der Industriepark Höchst – und wann sollte man sich melden? 

Einer der größten Chemiestandorte Deutschlands 

Infraserv Höchst betreibt den Industriepark Höchst in Frankfurt – 460 Hektar, knapp 100 Unternehmen, einer der drei größten Chemiestandorte Deutschlands. Projektmanagerin Christin Hölzer erläuterte, wie der Standort Unternehmen von der ersten Orientierung bis zum Vollbetrieb begleitet. 

Mietflächen starten bei 100 m² für Labore und Forschungsflächen und reichen bis zu 50.000 m² für Produktionsanlagen. Über Rohrbrücken sind Strom, Wasser, Dampf, Wasserstoff und andere Medien direkt verfügbar – und Nähe zum Einspeisepunkt spart erhebliche Kosten. 

Der entscheidende USP: eigene Genehmigungsabteilung 

Was viele Startups und Scaleups schlicht überfordert – das Genehmigungsverfahren – löst Infraserv Höchst intern. Die eigene Fachabteilung für Genehmigungen hat engsten Kontakt zu den zuständigen Behörden und weiß, was für jede Anlagenart erforderlich ist. Das ist kein Nice-to-have, sondern angesichts der Komplexität industrieller Anlagen ein echter Wettbewerbsvorteil. 

Zwei Praxisbeispiele vom Standort 

Wasserstofftankstelle für RMV-Züge: Der Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) betankt seine Regionalzüge am Industriepark Höchst mit Wasserstoff – ein Beispiel dafür, wie der Standort infrastrukturell vernetzt neue Anwendungen ermöglicht. 

ico2Cam → ineratec – Power-to-Liquid-Pionieranlage: Idee: CO₂ aus der standorteigenen Biogasaufbereitungsanlage + Wasserstoff → Kohlenwasserstoffe (Weißöle, Wachse, e-Kerosin) via Fischer-Tropsch-Reaktor. Der Weg: erst eine Containeranlage zur Prozesserprobung, dann baute ineratec ihre Power-to-Liquid-Pionieranlage für eFuels direkt am Standort. 

Der Industriepark Höchst ist keine Station auf dem Weg zur Industrie – er ist der Anfang der industriellen Produktion selbst. 

Drei Skalierungsangebote im Vergleich 

Was bremst die Bioökonomie Skalierung – und was hilft jetzt? 

Alle drei Vorträge zeigten dasselbe Muster: Die Technik ist da. Die Infrastruktur entsteht oder ist vorhanden. Was fehlt, ist die frühzeitige Vernetzung zwischen Verfahrensinhabern und Skalierungsanbietern. 

Drei konkrete Empfehlungen aus der Learning Lounge: 

• Genehmigungen früh mitdenken. Ob Containerpilotanlage oder Technikumsgebäude – der Behördenweg braucht Zeit. Wer zwei Jahre vor Produktionsstart mit Infraserv oder einem vergleichbaren Standortbetreiber spricht, spart Zeit und Nerven. 

• LCA und TEA iterativ einbauen. Nicht als Abschlussdokument, sondern als laufendes Steuerungsinstrument. Das CBP, die BioCampus und Infraserv Höchst liefern die Massen- und Energiebilanzen dafür. 

• Lösemittel, Rohstoffe, Prozesshilfsmittel prüfen. Ein häufiger Fehler: Verfahren werden im Labor mit Lösemitteln entwickelt, die im industriellen Maßstab nicht grün, nicht regulatorisch zulässig oder schlicht nicht zu vertretbaren Preisen beschaffbar sind. 

Fazit: Bioökonomie Skalierung braucht Infrastruktur – und Initiative 

Das Valley of Death ist real. Aber es ist überwindbar. BioCampus Multipilot Straubing, Fraunhofer CBP Leuna und Industriepark Höchst stehen für drei verschiedene Phasen im Skalierungsprozess – und alle drei sagen dasselbe: Komm früh, sprich offen, bring dein Verfahren mit. 

TransBIB schafft die Brücken zwischen diesen Angeboten und den Unternehmen, die sie brauchen. Im One-Stop-Shop findest du eine übersichtliche Deutschlandkarte mit allen Skalierungsanlagen.