National Bioeconomy Strategy

2.1 Leitlinien der Bioökonomiestrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

2.2 Ziele und Umsetzung der Bioökonomiestrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.3 Bioökonomie als Beitrag zu Nachhaltigkeit. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

2.4 Globale Herausforderungen, ganzheitliche Lösungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

2.5 Bioökonomie als Entwicklungsstrategie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 3 Forschungsförderung für eine nachhaltige Bioökonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.1 Ausrichtung der Forschungsförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.2 Bausteine zur Umsetzung der Forschungsförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.2.1 Biologisches Wissen als Schlüssel der Bioökonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.2.2 Konvergierende Technologien und disziplinübergreifende Zusammenarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.2.3 Grenzen und Potenziale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

3.2.4 Transfer in die Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.2.5 Bioökonomie und Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.2.6 Globale Forschungskooperationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 4 Handlungsfelder zur Verbesserung der Rahmenbedingungen für eine nachhaltige Bioökonomie . . . . 36

4.1 Minderung des Flächendrucks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4.2 Nachhaltige Erzeugung und Bereitstellung biogener Rohstoffe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

4.3 Aufbau und Weiterentwicklung bioökonomischer Wertschöpfungsketten und -netze . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

4.4 Markteinführung und Etablierung biobasierter Produkte, Verfahren und Dienstleistungen . . . . . . . . . . . . . 42

4.5 Nutzung des Bioök onomie-Potenzials für die Entwicklung ländlicher Räume . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4.6 Nutzung der Digitalisierung für die Bioökonomie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

4.7 Politische Kohärenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5 Übergreifende Instrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

5.1. Einrichtung eines beratenden Gremiums unter breiter gesellschaftlicher Beteiligung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

5.2 Bund-Länder-Zusammenarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

5.3 Europäische und internationale Zusammenarbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

5.4 Kommunikation und Dialog . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

5.5 Qualifikation und Fachkräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

5.6 Bioökonomie-Monitoring . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Schlussbetrachtung und Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Glossar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Endnoten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 2 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE VORWORT 3 Liebe Leserinnen und Leser, das Streben nach einer nachhaltigen Lebens- und Wirt- Forschungsstrategie Bioökonomie 2030 und der Nationa- schaftsweise ist zu einem wichtigen Antrieb für Verände- len Politikstrategie zur Bioökonomie geschaffen. Auf rungen in Gesellschaft, Wirtschaft und Politik geworden. diesen Erfolgen baut die neue Bioökonomiestrategie auf. Allen ist klar, dass die nächsten Jahre entscheidend sein werden, um die Weichen für eine nachhaltige und wirt- Die Bioökonomie erstreckt sich über alle wirtschaftlichen schaftlich erfolgreiche Entwicklung zu stellen. Die Bun- Sektoren. Sie ist zentral für die globale Ernährungssiche- desregierung hat deshalb zahlreiche Initiativen auf den rung und stellt nachwachsende Rohstoffe für vielfälti- Weg gebracht, um künftigen Herausforderungen innovativ ge Anwendungsbereiche bereit. Zu ihrer interdisziplinären begegnen zu können. Die Nationale Bioökonomiestrategie Werkzeugkiste gehören nicht nur biotechnologische Ver- fügt sich in diese Aktivitäten ein. Eine biobasierte fahren, sondern auch Konzepte aus den Ingenieurs- und Wirtschaft soll einen wesentlichen Beitrag dazu leisten, Datenwissenschaften. Biobasierte Produkte für Indus- die Ziele für eine nachhaltige Entwicklung der Agenda trie und Verbraucher sollen sich am Markt behaupten. Auf- 2030 zu erreichen. grund ihrer natürlichen Eigenschaften sind diese Produk- te zudem in der Regel besonders dafür geeignet, in Stoff- Der Wandel hin zur Bioökonomie eröffnet gewaltige Chan- kreisläufe integriert zu werden. Die Weiterentwicklung cen! In den kommenden Jahrzehnten wird sich die Art zu der Bioökonomie ist deshalb ein entscheidender Faktor ei- wirtschaften weltweit ändern, um diese auf eine nachhal- ner nachhaltigen Kreislaufwirtschaft. Sie ist zentral dafür, tigere Grundlage zu stellen. Wer hierfür Konzepte, Techno- künftig effizienter zu wirtschaften und den Ressourcen- logien und Verfahren liefert, wird auf den entsprechenden verbrauch zu verringern. Märkten der Zukunft erfolgreich sein. Die Bioökonomie ist darüber hinaus ein Instrument zur Stärkung der länd- Mit dieser Ausrichtung leistet die Nationale Bioökonomie- lichen Räume. Dort findet ein wesentlicher Teil der Wert- strategie einen wichtigen Beitrag, die Ziele für eine nach- schöpfung statt. Mit der neuen Bioökonomiestrategie wol- haltige Entwicklung der Agenda 2030 zu erreichen. Rund len wir Deutschland als Land der Innovationen stärken ein Dutzend dieser „Sustainable Development Goals“ und zu einem Vorreiter in der Entwicklung zukunftswei- (SDGs), auf die sich die Staatengemeinschaft 2015 in New sender Ansätze machen. York verständigt hat, adressiert die Bioökonomie direkt. Damit stellen die SDGs den zentralen Bezugsrahmen für Die Bioökonomie birgt große Potenziale. Dabei werden die deutsche Bioökonomiestrategie dar. biologische Ressourcen, Prozesse und Systeme so erzeugt, erschlossen und genutzt, dass ein wesentlicher Beitrag ge- Politik kann Wege aufzeigen und Weichen stellen. Der leistet wird, um uns von fossilen Rohstoffen wie Kohle, Wandel zu einer nachhaltigen Wirtschaftsweise wird aber Erdöl und Erdgas unabhängig zu machen. Gleichzeitig er- nur mit einer breiten gesellschaftlichen Unterstützung möglichen wissenschaftliche und technologische Fort- gelingen. Hierzu werden wir im Rahmen der neuen Strate- schritte ganz neue bioökonomische Anwendungen, die gie die Gesellschaft frühzeitig einbinden und den über den Ersatz von klimaschädlichen fossilen Rohstoffen Austausch mit all jenen suchen, die das Zukunftsthema weit hinausgehen. Die Grundlagen für diese Fortschritte Bioökonomie mitgestalten wollen. haben wir nicht zuletzt mit der Nationalen Ihr Bundesministerium für Bildung und Forschung Ihr Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft 4 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Zusammenfassung Nachhaltigkeit und Klimaschutz sind die zentralen Themen sellschaftlichen Ebenen und in allen wirtschaftlichen Sek- des 21. Jahrhunderts. Die Menschheit ist an einem Punkt toren, die sich in sechs gemeinsamen strategischen Zielen angekommen, an dem eine weitere Übernutzung von Res- zusammenfassen lassen: sourcen die Biosphäre erheblich zu schädigen droht. Um die Lebensgrundlagen für Menschen, Tiere und Pflanzen zu er- 1 Bioökonomische Lösungen für die Nachhaltigkeits- halten, muss der Ressourcenverbrauch auf ein ökologisch agenda entwickeln verträgliches Maß reduziert werden. Gleichzeitig gilt es, einer 2. Potenziale der Bioökonomie innerhalb ökologischer wachsenden Weltbevölkerung wirtschaftlichen Wohlstand Grenzen erkennen und erschließen und das Recht auf Entwicklung zu ermöglichen. 3. Biologisches Wissen erweitern und anwenden 4. Ressourcenbasis der Wirtschaft nachhaltig ausrichten 5. Deutschland zum führenden Innovationsstandort der Die Bioökonomie hat das Ziel, Ökonomie und Ökologie für Bioökonomie ausbauen ein nachhaltiges Wirtschaften zu verbinden. In der Defini- 6. Gesellschaft einbinden, nationale und internationale tion der Bundesregierung umfasst die Bioökonomie die Er- Kooperationen intensivieren zeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressour- cen, Prozesse und Systeme, um Produkte, Verfahren und Für die strategischen Ziele werden konkrete Umsetzungs- Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen Sektoren im ziele in der Forschungsförderung, der Gestaltung von Rah- Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschaftssystems bereit- menbedingungen und bei übergreifenden Instrumenten zustellen. Bioökonomische Innovationen vereinen biolo- festgelegt. Forschung ist der Schlüssel, um die Potenziale gisches Wissen mit technologischen Lösungen und nutzen der Bioökonomie zu erkennen und zu erschließen. Die die natürlichen Eigenschaften biogener Rohstoffe hin- Schwerpunkte der künftigen Forschungsförderung werden sichtlich ihrer Kreislauffähigkeit, Erneuerbarkeit und An- in den Bausteinen Biologisches Wissen als Schlüssel der passungsfähigkeit. Die Bioökonomie birgt das Potenzial, Bioökonomie, Konvergierende Technologien und disziplin- neuartige Produkte und Verfahren hervorzubringen, um übergreifende Zusammenarbeit, Grenzen und Potenziale, Ressourcen zu schonen und Wohlstand zu schaffen. Transfer in die Anwendung, Bioökonomie und Gesellschaft sowie Globale Forschungskooperationen liegen. Mit der Nationalen Bioökonomiestrategie legt die Bundes- regierung die Leitlinien und Ziele ihrer Bioökonomie-Poli- Zur Verbesserung der Rahmenbedingungen für die Bio- tik fest und benennt Maßnahmen für deren Umsetzung. Die ökonomie werden politische Handlungsfelder beschrieben, Strategie baut auf der „Nationalen Forschungsstrategie Bio- auf denen die Bundesregierung in den kommenden Jahren Ökonomie 2030“ und der „Nationalen Politikstrategie Bioöko- konkrete Maßnahmen ergreifen wird. Das betrifft die Min- nomie“ auf und bündelt die politischen Aktivitäten in einem derung des Flächendrucks, die Sicherstellung der nachhal- kohärenten Rahmen. Mit der Strategie werden die Voraus- tigen Erzeugung und Bereitstellung biogener Rohstoffe, setzungen geschaffen, um Deutschlands Vorreiterrolle in der den Aufbau und die Weiterentwicklung bioökonomi- Bioökonomie zu stärken und die Technologien und Arbeits- scher Wertschöpfungsketten und -netze, Instrumente zur plätze von morgen zu entwickeln. Gleichzeitig bekennt sich Markteinführung und Etablierung biobasierter Produkte, die Bundesregierung mit der Strategie zu ihrer globalen Ver- Verfahren und Dienstleistungen, die Sicherstellung politi- antwortung in der international vernetzten Bioökonomie. scher Kohärenz, die Nutzung des Bioökonomie-Potenzials für die Entwicklung ländlicher Räume sowie die Nutzung Zwei übergeordnete Leitlinien flankieren die Ziele und der Digitalisierung für die Bioökonomie. Maßnahmen der Nationalen Bioökonomiestrategie. Die erste Leitlinie verweist auf biologisches Wissen und fort- Um der Bioökonomie als umfassendem Ansatz gerecht zu schrittliche Technologien als Pfeiler eines zukunftsfähi- werden, setzt die Bundesregierung übergreifende Instru- gen, nachhaltigen und klimaneutralen Wirtschaftssys- mente zur Umsetzung der Strategie ein. Dazu gehören die tems. Die zweite Leitlinie zielt auf die Rohstoffbasis der Einrichtung eines Beratungsgremiums, die Zusammenarbeit Wirtschaft, die durch biogene Ressourcen nachhaltig und des Bundes mit den Ländern, europäische und internationale kreislauforientiert ausgerichtet werden soll. Zusammenarbeit, Maßnahmen zur Kommunikation und für einen offenen Dialog mit gesellschaftlichen Gruppen, Maß- Die Bioökonomiestrategie der Bundesregierung adressiert nahmen zur Förderung von Qualifikation und Fachkräften ein breites Spektrum an Zielen auf unterschiedlichen ge- sowie die Etablierung eines Bioökonomie-Monitorings. ZUSAMMENFASSUNG 5 Die Bioökonomiestrategie der Bundesregierung Politische Leitlinien und Ziele Leitlinie 1 Leitlinie 2 Mit biologischem Wissen und verantwortungs- Mit biogenen Rohstoffen zu einer nachhaltigen, vollen Innovationen zu einer nachhaltigen, kreislauforientierten Wirtschaft klimaneutralen Entwicklung Gemeinsame strategische Ziele für Forschungsförderung und politische Rahmensetzung 1 2 3 4 5 6 Bioökonomische Potenziale der Biologisches Ressourcenbasis Deutschland zum Gesellschaft ein- Lösungen für die Bioökonomie Wissen erweitern der Wirtschaft führenden Inno- binden, nationale Nachhaltigkeits- innerhalb ökolo- und anwenden nachhaltig aus- vationsstandort und internationale agenda entwickeln gischer Grenzen richten der Bioökonomie Kooperationen erkennen und ausbauen intensivieren erschließen Umsetzung Forschungsförderung Rahmenbedingungen Übergreifende Instrumente 6 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Vorbemerkung Die Bundesregierung unterstützt den Wandel von einer unter Berücksichtigung neuer Erkenntnisse und aktueller weitgehend auf fossilen Rohstoffen basierenden Wirtschaft Entwicklungen bekennt sich die Bundesregierung zum Aus- zu einer stärker auf erneuerbaren Ressourcen beruhenden, bau einer biobasierten Wirtschaft und setzt neue Schwer- rohstoffeffizienteren und kreislauforientierten Wirtschaft. punkte, um die vielfältigen Potenziale der Bioökonomie im Bereits im Jahr 2010 hat sie sich mit der „Nationalen For- Sinne einer nachhaltigen Entwicklung konsequent zu er- schungsstrategie BioÖkonomie 2030“1 zur Vision bekannt, schließen und Fehlentwicklungen zu vermeiden. eine an natürlichen Stoffkreisläufen orientierte, nachhalti- ge biobasierte Wirtschaft zu schaffen. Mit der im Jahr 2013 Die neue Strategie ist das Ergebnis eines umfassenden vorgelegten „Nationalen Politikstrategie Bioökonomie“2 Agenda-Prozesses, in den der Fortschrittsbericht zur Na- wurden Ziele und Maßnahmen definiert, um diesen Struk- tionalen Politikstrategie Bioökonomie3 , die Evaluation turwandel auch durch die Anpassung der Rahmenbedin- der bisherigen Forschungsstrategie4, Empfehlungen des gungen zu unterstützen. bis 2019 amtierenden Bioökonomierates der Bundesregie- rung5 sowie Erfahrungen mit Bioökonomiestrategien auf Die Bundesregierung hält an ihrer Vision fest. Sie intensi- europäischer und internationaler Ebene Eingang gefun- viert die Anstrengungen zur Umsetzung einer nachhalti- den haben. Der Prozess umfasste Konferenzen, Workshops gen Bioökonomie, indem sie die bisherigen Maßnahmen und Konsultationen, an denen Vertreterinnen und Vertre- bündelt, weitere Politikstrategien berücksichtigt und in der ter aus Wirtschaft, Forschung, Politik und Zivilgesellschaft neuen Strategie zusammenführt. Dabei werden die ver- beteiligt waren. Dieser partizipative Ansatz soll fortgeführt schiedenen Teilziele harmonisiert und die korrespondieren- werden, um auch in der Umsetzung der Strategie ein wei- den Maßnahmen noch enger miteinander verzahnt. Mit ih- tes Spektrum von Meinungen und Sichtweisen berück- rer Bioökonomiestrategie formuliert die Bundesregierung sichtigen zu können. Dafür wird die Bundesregierung ein die Aufgaben für Politik und Forschung in den kommenden unabhängiges, breit aufgestelltes Beratungsgremium beru- Jahren und benennt Herausforderungen für Wirtschaft und fen, das unter Einbindung aller relevanten Gruppen einen Gesellschaft auf dem Weg zu einer Bioökonomie. Aufbauend Fahrplan mit konkreten Umsetzungsschritten entwirft, auf den seit dem Jahr 2010 unternommenen Schritten und der kontinuierlich fortgeschrieben wird. BIOÖKONOMIE FÜR EINE NACHHALTIGE ZUKUNFT 7 1 8 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Bioökonomie für eine nachhaltige Zukunft BIOÖKONOMIE FÜR EINE NACHHALTIGE ZUKUNFT 9 Die Bioökonomie zielt darauf ab, mit neuen Lösungen zur Bewältigung der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts beizutragen. Im Folgenden werden Definition und Zielsetzung der Bioökonomie erläutert. 10 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE In der Definition der Bundesregierung umfasst die Bioöko- Der Maßstab für den Nutzen und den Mehrwert bioba- nomie die Erzeugung, Erschließung und Nutzung biolo- sierter Produkte und Verfahren ist deren Beitrag zu einer gischer Ressourcen, Prozesse und Systeme, um Produkte, nachhaltigen und klimaneutralen Wirtschaftsweise. An- Verfahren und Dienstleistungen in allen wirtschaftlichen gesichts des Überschreitens planetarer Belastungsgrenzen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen Wirtschafts- – insbesondere mit Blick auf den Verlust der Artenvielfalt, systems bereitzustellen. den Klimawandel, Störungen im Stickstoffkreislauf und den Verlust fruchtbarer Böden – wird gerade von der Bio- Die Bioökonomie zielt darauf, Lösungen zur Bewältigung ökonomie ein Beitrag zu einem Umsteuern in Richtung ei- der großen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts zu lie- ner nachhaltigen Entwicklung erwartet. fern. Sie thematisiert die Grundfragen der Welt von morgen: Die seit den 1980er Jahren geführte Diskussion um den Be- • Wie können Ernährungs- und Ressourcensicherheit griff der Nachhaltigkeit hat gezeigt, dass sich die drei Di- für eine steigende Weltbevölkerung sichergestellt und mensionen von Nachhaltigkeit – ökonomisch, ökologisch gleichzeitig Klima, Umwelt und biologische Vielfalt ge- und sozial – nicht gegeneinander aufrechnen lassen, son- schützt werden? dern voneinander abhängen. Eine an natürlichen Stoff- kreisläufen orientierte, die Leistungen von Ökosystemen • Wie können Ökologie und Ökonomie miteinander ver- zugleich nutzende wie schützende Art des Wirtschaftens bunden und die damit einhergehenden Chancen und muss gleichzeitig wettbewerbsfähig sein und Arbeitsplät- Herausforderungen ausgewogen verteilt werden? ze sichern. Die Bioökonomie versteht sich als Beitrag zur anhaltenden Diskussion um die konkrete Ausgestaltung • Wie kann unser Wirtschaftssystem so transformiert nachhaltiger Entwicklung und orientiert sich dabei an den werden, dass es nachhaltig ist und künftigen Wohlstand Nachhaltigkeitszielen der „Agenda 2030 für nachhaltige sichert? Entwicklung“ der Vereinten Nationen, wie im Folgenden (Abschnitt 2.3) näher dargelegt wird. • Wie kann die Bioökonomie möglichst schnell und wirk- sam zur Erfüllung der internationalen Klimaschutzziele Grundpfeiler einer nachhaltigen Bioökonomie ist vor die- des Übereinkommens von Paris beitragen? sem Hintergrund die verantwortungsvolle Erzeugung, Er- schließung und Nutzung biogener Roh- und Reststoffe. Mit dem Ausbau der Bioökonomie werden die Ressourcen- Dabei hat die Sicherung der weltweiten Ernährung stets basis der Wirtschaft nachhaltig ausgerichtet und fossile Roh- Vorrang, und es müssen ethische Prinzipien und gesell- stoffe ersetzt. Die Substitution dieser nur begrenzt verfüg- schaftlich anerkannte Ziele wie Umwelt-, Landschafts- und baren und klimaschädlichen Rohstoffe kann ein Schritt in Tierschutz berücksichtigt werden. Richtung Nachhaltigkeit sein, wenn die dafür benötigte Bio- masse unter Berücksichtigung ökologischer und ethischer Ausschlaggebend für die Zuordnung eines Produktes, ei- Kriterien produziert und effizient eingesetzt wird. Biologi- nes Verfahrens oder einer Dienstleistung zur Bioökonomie sches Wissen und fortschrittliche Technologien ermöglichen sind die eingesetzten biologischen Ressourcen. In der Bio- es, neuartige und ressourcenschonende Verfahren und Pro- ökonomie werden Rohstoffe, die in der Land-, Forst- und dukte zu entwickeln und dadurch Wertschöpfungsketten zu Meereswirtschaft, in der Fischerei und Aquakultur oder erweitern und miteinander zu vernetzen. Bioökonomische der mikrobiellen Produktion erzeugt werden, sowie bioge- Innovationen vereinen biologisches Wissen mit technologi- ne Rest- und Abfallstoffe genutzt. Zu den Ressourcen der schen Lösungen und stellen die natürlichen Eigenschaften Bioökonomie gehört darüber hinaus das Wissen über bio- biogener Rohstoffe hinsichtlich Kreislauffähigkeit, Erneuer- logische Prozesse und Systeme für neue Anwendungen so- barkeit, CO2 -Bilanz und Anpassungsfähigkeit in den Dienst wie die Erschließung von Rohstoffquellen durch biologi- eines nachhaltigen Wirtschaftens. sche Verfahren. BIOÖKONOMIE FÜR EINE NACHHALTIGE ZUKUNFT 11 Nachhaltige Wirtschaft klimaneutral & kreislauforientiert Biologisches Wissen Biogene Rohstoffe & verantwortungs- für eine nachhaltige volle Innovationen Wirtschaft 2 12 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Die Bioökonomiestrategie der Bundesregierung DIE BIOÖKONOMIESTRATEGIE DER BUNDESREGIERUNG 13 Die Bundesregierung setzt sich mit ihrer Bioökonomiestrategie für eine nachhal- tige Erschließung und Nutzung biolo- gischer Ressourcen sowie umwelt- und naturschonender Produktionsverfahren in allen Wirtschaftsbereichen ein. Das Kapitel beschreibt die Leitlinien, strate- gischen Ziele und Umsetzungsziele. 14 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Eine nachhaltige, biobasierte Wirtschaftsweise ist eine we- nachfrage und politische Unsicherheiten, die sich im Markt sentliche Grundlage für die Zukunft unserer Gesellschaft. Die widerspiegeln werden. Bundesregierung setzt sich mit ihrer Bioökonomiestrategie für eine nachhaltige Erschließung und Nutzung biologischer Obwohl diese Faktoren als Treiber in Richtung Nachhaltig- Ressourcen und umwelt- und naturschonende Produktions- keit wirken, ist die Entwicklung einer gesellschaftlich ak- verfahren in allen Wirtschaftsbereichen ein. Zukunftsfähi- zeptierten Bioökonomie kein Selbstläufer, sondern bedarf ges Wirtschaften erfordert einen verantwortungsvollen Um- vorausschauender Steuerung, Unterstützung und Regulie- gang mit unseren natürlichen Ressourcen. Nur so können die rung. Dabei werden die Forschung, geeignete wirtschaft- Lebensgrundlagen für kommende Generationen bewahrt liche und rechtliche Rahmenbedingungen, der Dialog mit werden. Die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts sind und die Beteiligung von gesellschaftlichen Gruppen sowie immens: Bis zum Ende dieses Jahrhunderts müssen voraus- internationale Kooperationen eine wichtige Rolle spielen. sichtlich rund 11 Milliarden Menschen bei begrenzten Nutz- flächen ausreichend und gesund ernährt werden. Der Klima- Die vorliegende Bioökonomiestrategie zeigt Maßnahmen wandel macht zunächst eine schnelle und deutliche Senkung und Wege auf, wie künftigen Herausforderungen begegnet der Treibhausgasemissionen und in einem zweiten Schritt werden kann und welche Prioritäten gesetzt werden sollen. Treibhausgasneutralität bis 2050 erforderlich. Der weltweit Hierbei werden alle eventuell zusätzlichen Ausgaben, die zunehmende Verlust an Naturräumen, Wäldern, landwirt- sich aus der Bioökonomiestrategie ergeben, durch Prioritä- schaftlich nutzbaren Böden, Bodenfruchtbarkeit und Biodi- tensetzung aus vorhandenen Mitteln der zuständigen Ein- versität verlangt nach Gegenmaßnahmen. Hinzu kommen zelpläne gegenfinanziert und ohne zusätzliche Haushalts- die Endlichkeit fossiler Rohstoffe, eine steigende Rohstoff- belastungen umgesetzt.

2.1 Leitlinien der Bioökonomiestrategie Zwei übergeordnete Leitlinien flankieren das Ziel, die Po- Damit sich diese vielversprechenden Perspektiven im Sin- tenziale der Bioökonomie zu erschließen und im Sinne der ne einer nachhaltigen Entwicklung manifestieren, muss Nachhaltigkeit und der Klimaziele zu nutzen. Sie dienen biologisches Wissen verknüpft werden mit der Forschung als Grundlage aller Maßnahmen zur Umsetzung der neuen über die sozialen und ökologischen Systeme, in die die Bio- Bioökonomiestrategie. ökonomie eingebettet ist. Sozioökonomische Prozesse, wie Konkurrenz um knappe Ressourcen, Bevölkerungswachs- tum oder sich verändernde Wertvorstellungen, Lebenssti- Leitlinie 1: le und Konsummuster, haben Folgen für den Wandel zu Mit biologischem Wissen und einer Bioökonomie, der diese seinerseits beeinflusst. Sol- che Wechselwirkungen müssen sowohl in der Forschung verantwortungsvollen Innovationen als auch bei der politischen Gestaltung des Transformati- zu einer nachhaltigen, klima- onsprozesses bedacht werden. Das gilt besonders für Fra- gen, die ethische Grundsätze und gesellschaftliche Wer- neutralen Entwicklung te betreffen, beispielsweise wenn es um den Einsatz neuer Technologien, den Zugang zu Ressourcen, globale Vertei- Die ständige Erweiterung biologischen Wissens eröffnet neue lungsgerechtigkeit oder den Wert von Natur geht. Daher ist Möglichkeiten für Innovationen und nachhaltige Lösungen es wichtig, dass eine offene Diskussion mit breiter gesell- und treibt den Wandel zu einer biobasierten Wirtschaft vo- schaftlicher Beteiligung stattfindet, in der mögliche Ent- ran. Es gelingt zunehmend, neue biobasierte Technologien wicklungspfade der Bioökonomie beleuchtet werden, um und Produkte zur Verfügung zu stellen. Die darauf gerichte- Chancen und Herausforderungen abwägen und Prioritäten te Nachfrage wird zukünftig sowohl seitens der Industrie als festlegen zu können. auch bei Verbraucherinnen und Verbrauchern weiter steigen. Technologische Fortschritte, etwa durch die Digitalisierung Bioökonomische Innovationen können einen wesentlichen und neue Verfahrenstechniken, ermöglichen es, das biologi- Beitrag zu einer nachhaltigen Zukunft leisten. Dafür wird sche Wissen stetig auszubauen und für Innovationen zu nut- es allerdings nicht ausreichen, nur die Entwicklung bioba- zen. Biologie und Technologie können dabei zu einer neuen, sierter Produkte und Verfahren zu fördern. Entscheidend nachhaltigen Form des Produzierens verschmelzen. ist, dass die Bioökonomie gesellschaftlich erwünschte Leis- DIE BIOÖKONOMIESTRATEGIE DER BUNDESREGIERUNG 15 tungen erbringt. Dazu gehören ressourcen- und umwelt- entwicklungen im Rahmen ihrer Förderprogramme, um schonende Lösungen, die einen nachhaltigeren Konsum damit zu einer nachhaltigeren, effizienten und klimaneu- befördern. tralen Ressourcennutzung beizutragen. Die Bioökonomie substituiert aber nicht nur fossile durch Leitlinie 2: nachwachsende Rohstoffe. Sie ermöglicht auch die Ent- Mit biogenen Rohstoffen zu wicklung neuer Produkte und Verfahren in ganz verschie- denen Sektoren. Das volle Potenzial der Bioökonomie zu einer nachhaltigen, kreislauf- erschließen bedeutet, traditionelle Wertschöpfungsketten orientierten Wirtschaft zu öffnen und zu erweitern oder gegebenenfalls zu erset- zen. Dem Leitgedanken der Kaskaden- und Kreislaufnut- Biogene Rohstoffe verfügen über Eigenschaften, die sie be- zung folgend sollen Wertschöpfungsketten zu neuartigen sonders wertvoll und vorteilhaft machen. Im Gegensatz und effizienten Wertschöpfungsnetzen verknüpft wer- zu fossilen Rohstoffen sind sie erneuerbar. Eine Begren- den. Durch Verarbeitungsschritte vor Ort ergeben sich zu- zung ergibt sich jedoch durch die Verfügbarkeit von für kunftsweisende Entwicklungsperspektiven, insbesondere die Biomasseproduktion nötigen Flächen. Aufgrund ih- für ländliche Räume. rer chemisch-physikalischen Beschaffenheit sind bioge- ne Rohstoffe in besonderer Weise geeignet, um in Kas- Damit die Bioökonomie diese positiven Effekte mit Blick kaden oder Kreisläufen genutzt zu werden. Das schließt auf Klima, biologische Vielfalt, Umwelt und Wohlfahrt er- sowohl eine stoffliche Verwendung als auch die Kompos- zielt, ist es unabdingbar, dass die zugrunde liegenden bio- tierung ein. Am Ende einer Nutzungskette kann Biomasse genen Ressourcen nachhaltig erzeugt werden. Angesichts auch energetisch verwendet werden. Dabei wird im Prin- begrenzter Flächen kann die Produktion von Biomasse zip nicht mehr Kohlendioxid freigesetzt als während der nicht beliebig ausgeweitet werden. Nötig sind nachhaltige Wachstumsphase der Atmosphäre entzogen wurde, auch Ertragssteigerungen auf den vorhandenen landwirtschaft- wenn für eine exakte Bilanz die zusätzliche Konversions- lichen Flächen sowie ein möglichst effizienter und verant- und Transportenergie berücksichtigt werden muss. Bio- wortungsbewusster Einsatz der so erzeugten Rohstoffe. In gene Ressourcen und biobasierte Produkte können somit Betracht kommen darüber hinaus auch neue Produktions- eine klima- und ressourcenschonende Alternative zu fossi- systeme, in denen Biomasse beispielsweise in einer techni- len Rohstoffen und Erzeugnissen darstellen. Biogene Ma- schen Umgebung oder auch auf degradierten Flächen er- terialien, wie beispielsweise Bau- und neue Werkstoffe für zeugt wird. Sofern Nutzungskonkurrenzen entstehen, hat langlebige Industriegüter, entziehen und binden zudem für die Ernährungssicherheit stets Priorität. Zugleich muss lange Zeiträume CO2 aus der Atmosphäre. Die Bundesre- Biodiversität geschützt und die Ökosystemleistung des gierung unterstützt entsprechende Produkt- und Prozess- Waldes als Senke für Treibhausgase gestärkt werden. Das Algen Science Center am Forschungszentrum Jülich forscht an Algen als Basis für Treibstoffe in der Luftfahrtindustrie. 16 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Ziele der Bioökonomiestrategie Gemeinsame strategische Ziele und zugehörige Umsetzungsziele für die Forschungsförderung und die politische Rahmensetzung 1 Bioökonomische Lösungen für die Nachhaltigkeitsagenda entwickeln i Bioökonomie an den Zielen für nachhaltige Entwicklung der Agenda 2030 der Vereinten Nationen (SDGs) ausrichten i Ernährung für eine nachwachsende Weltbevölkerung sichern i Durch klimaneutrale Produktion zum Erreichen des 1,5 °C-Ziels beitragen i Biodiversität schützen, erhalten und nutzen 2 3 Potenziale der Bioökonomie Biologisches Wissen erweitern innerhalb ökologischer Grenzen und anwenden erkennen und erschließen i Biologische Systeme verstehen und modellieren i Produktionssysteme in ökosystemaren Zusammen- i Neuartige Produktionsorganismen für Agrarsysteme hängen verstehen und Industrie entwickeln i Zielkonflikte und Wechselwirkungen erforschen i Innovative Verfahrenskonzepte für biobasierte i Ökonomie und Ökologie in ganzheitlichen Ansätzen Produktionssysteme entwickeln und etablieren integrieren i Digitalisierung, Künstliche Intelligenz, Nanotechnologie, i Umfassendes Monitoring etablieren, Biomasseströme Miniaturisierung, Robotik, Automatisierung als konver- messen und bewerten, vergleichende Nachhaltigkeits- gierende Technologien für die Bioökonomie nutzen bilanzierungen vornehmen i Interdisziplinäre Zusammenarbeit stärken i Infrastruktur für Forschung und Technologietransfer ausbauen 4 5 Ressourcenbasis der Wirtschaft Deutschland zum führenden nachhaltig ausrichten Innovationsstandort i Biogene Rohstoffe nachhaltig erzeugen und bereitstellen der Bioökonomie ausbauen i Landwirtschaftlich nutzbare Böden schützen und i Transfer stärken und wirtschaftliches Potenzial der Bodenfruchtbarkeit erhalten Bioökonomie für Geschäftsmodelle, Arbeitsplätze und i Biogene Rohstoffe und Nebenerzeugnisse nutzen Einkommensmöglichkeiten in allen wirtschaftlichen i Abhängigkeit von fossilen Rohstoffen reduzieren Sektoren nutzen i Potenzial der Bioökonomie für die Entwicklung länd- i Markteinführung biobasierter Produkte, entsprechen- licher Räume nutzen der Verfahren und Dienstleistungen beschleunigen i Neuartige Kreisläufe der Erzeugung, Verarbeitung und i Neuartige Wertschöpfungsketten etablieren Verwertung biogener Ressourcen u. a. im urbanen i Start-ups, kleine, mittlere und mittelständische Raum entwickeln Unternehmen fördern i Cluster und Modellregionen fördern 6 Gesellschaft einbinden, nationale und internationale Kooperationen intensivieren i Breit aufgestelltes Beratungsgremium einrichten i Dialog mit allen interessierten Gruppen der Gesellschaft führen i Gesellschaftswissenschaften in der Bioökonomie-Forschung stärken i Europäische und internationale Zusammenarbeit ausbauen DIE BIOÖKONOMIESTRATEGIE DER BUNDESREGIERUNG 17

2.2 Ziele und Umsetzung der Bioökonomiestrategie Flankiert durch die beiden Leitlinien adressiert die Bioöko- in den folgenden Kapiteln zur Forschungsförderung und zu nomiestrategie der Bundesregierung ein breites Spektrum den Rahmenbedingungen näher erläutert. Die Übersicht an Zielen auf unterschiedlichen gesellschaftlichen Ebenen auf Seite 16 fasst die gemeinsamen strategischen Ziele und und in allen wirtschaftlichen Sektoren. Die Ziele werden die entsprechenden Umsetzungsziele zusammen. im vorliegenden Kapitel im Zusammenhang dargelegt und

2.3 Bioökonomie als Beitrag zu Nachhaltigkeit Das übergeordnete Ziel der Nachhaltigkeit teilt die Bioöko- zahlbare und saubere Energie“, SDG 8 „Menschenwürdige nomie mit anderen Initiativen, die jeweils spezifische As- Arbeit und Wirtschaftswachstum“, SDG 9 „Industrie, Inno- pekte auf dem Weg zu mehr Nachhaltigkeit adressieren. vation und Infrastruktur“, SDG 11 „Nachhaltige Städte und Die Bundesregierung hat in den vergangenen Jahren di- Gemeinden“, SDG 12 „Nachhaltige/r Konsum und Pro- verse Maßnahmen auf den Weg gebracht, um Nachhaltig- duktion“, SDG 13 „Maßnahmen zum Klimaschutz“, SDG 14 keit als Querschnittsaufgabe über Politikfelder und Wirt- „Leben unter Wasser“ sowie zu SDG 15 „Leben an Land“. schaftssektoren hinweg zu verankern. Mit der „Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie“6 bekennt sich die Bundesregierung Die Bedeutung der Bioökonomie für die Umsetzung der zur Förderung einer nachhaltigen Entwicklung als grundle- Nachhaltigkeitsziele wird als sehr hoch eingeschätzt. Das gendem Ziel und Maßstab ihres Regierungshandelns. In um- spiegelt sich unter anderem in zahlreichen politischen Ini- fassender Weise steckt sie klare Ziele für die politische Um- tiativen, die in letzter Zeit ergriffen wurden, wider. Einige setzung der Nachhaltigkeitsagenda der Vereinten Nationen. Bundesländer in Deutschland haben in den letzten Jahren Wichtige Aspekte werden auch in eigenen Programmen etwa eigene Bioökonomiestrategien entwickelt. Seit dem Jahr zum Klimaschutz7, zu Ressourceneffizienz und Kreislaufwirt- 2012 gibt es zudem eine Bioökonomiestrategie in der Euro- schaft8, zur Nachhaltigkeitsforschung9 oder zur biologischen päischen Union. Diese wurde im Jahr 2018 überarbeitet.13 Vielfalt10 behandelt. Als übergreifende Innovationsstrategie Dabei wurden mit der stärkeren Betonung von Nachhal- definiert die „Hightech-Strategie 2025“11 ein eigenes Hand- tigkeit und Kreislauffähigkeit neue Schwerpunkte gesetzt, lungsfeld und verschiedene Missionen zum Thema Nachhal- während die fünf Ziele der ursprünglichen Strategie – Er- tigkeit. Die Nationale Bioökonomiestrategie der Bundesregie- nährung sichern, natürliche Ressourcen nachhaltig be- rung steht in einer Reihe mit diesen Initiativen und fördert wirtschaften, Abhängigkeit von nicht-nachhaltigen Roh- die Stärkung einer biobasierten Wirtschaft als wesentlichen stoffen verringern, Kampf gegen und Anpassung an den Beitrag ihrer Politik für Nachhaltigkeit. Klimawandel, Wettbewerbsfähigkeit steigern und Arbeits- plätze sichern und schaffen – bekräftigt wurden. Die deut- Auch auf internationaler Ebene gewinnt das Thema Nach- sche Bioökonomiestrategie greift diese Zielstellungen auf. haltigkeit zunehmend an Bedeutung. Es gibt verstärkte Be- mühungen, politische Maßnahmen abzustimmen und zu Die zunehmende Bedeutung der Bioökonomie ist nicht auf koordinieren. Mit der Verabschiedung der „Agenda 2030 Deutschland und Europa beschränkt. Mittlerweile gibt es für nachhaltige Entwicklung“12 im Jahr 2015 hat die in- weltweit rund 50 Staaten, die Bioökonomiestrategien ent- ternationale Staatengemeinschaft im Rahmen der Verein- wickelt haben. Die Programme unterscheiden sich, abhän- ten Nationen 17 Ziele für nachhaltige Entwicklung (Sus- gig von den national zur Verfügung stehenden biogenen tainable Development Goals – SDG) mit 169 Unterzielen Ressourcen sowie den politischen, sozialen und technolo- festgelegt. Die Bioökonomie adressiert zahlreiche Teilas- gischen Rahmenbedingungen. Sie verdeutlichen damit die pekte dieser umfassenden UN-Entwicklungsziele. Beson- große Spannbreite der Bioökonomie. Der Trend zeigt, dass ders hervorzuheben sind die erwarteten Beiträge zu SDG 2 immer mehr Länder große Hoffnungen in die Potenzia- „Kein Hunger“, SDG 3 „Gesundheit und Wohlergehen“, SDG le bioökonomischer Lösungen setzen. Er zeigt aber auch, 6 „Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen“, SDG 7 „Be- dass die Entwicklung der Bioökonomie auf internationa- 18 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE le Kooperation angewiesen ist, um die übergreifenden Zie- zungen. Die Zusammenarbeit – sowohl innerhalb Deutsch- le zu erreichen. Dabei ergeben sich vielfältige Chancen lands und in der Europäischen Union als auch mit weiteren zum Austausch, zur bestmöglichen Verknüpfung bewähr- internationalen Partnern – wird die Bundesregierung in ter Praktiken und zur Koordination der gesamten Umset- den kommenden Jahren intensivieren. UN-Nachhaltigkeitsziele mit Relevanz für die Bioökonomie 3 6 Gesundheit und Sauberes Wasser und Wohlergehen Sanitäreinrichtungen 2 7 Kein Bezahlbare und Hunger saubere Energie 15 8 Leben an Menschen- Land würdige Arbeit und Wirtschafts- wachstum 14 9 Leben unter Industrie, Wasser Innovation und Infrastruktur 13 11 Massnahmen Nachhaltige Städte zum Klimaschutz und Gemeinden 12 Nachhaltiger Konsum und Produktion

2.4 Globale Herausforderungen, ganzheitliche Lösungsansätze Unsere gegenwärtige Art und Weise zu produzieren und zu me künftiger Generationen einschränken. Unser Wirt- konsumieren stößt global an ihre Grenzen oder hat diese schaftssystem muss nachhaltig und damit zukunftsfähig bereits überschritten. Die Konsumbedürfnisse einer wach- ausgerichtet werden. senden und immer anspruchsvoller werdenden Weltbe- völkerung werden sich ohne einen grundsätzlichen Kurs- Das Ziel, Lösungen für die großen gesellschaftlichen He- wechsel auf Dauer nicht befriedigen lassen, ohne unsere rausforderungen zu erarbeiten und eine nachhaltigere Lebensgrundlagen zu zerstören. Das gilt umso mehr, als Wirtschaftsweise zu fördern, erfordert einen ganzheitli- die Folgen des Klimawandels und der Übernutzung von chen Blick. Gefragt sind nachhaltige Lösungen, die Alter- Ressourcen zunehmend spürbar werden und die Spielräu- nativen zu bisherigen Produktionsformen und Konsum- DIE BIOÖKONOMIESTRATEGIE DER BUNDESREGIERUNG 19 mustern anbieten, indem sie systemische Zusammenhänge Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse zu mindern. Im bes- berücksichtigen. Dabei geht es sowohl um Wechselwirkun- ten Falle können Win-win-Situationen entstehen, indem gen zwischen biologischen Systemen und ihrer Umwelt als Synergien geschaffen werden. auch um die Rolle abiotischer Rohstoff- und Energiekom- ponenten. Unterschiedliche Perspektiven müssen verbun- Dies beschränkt sich nicht auf den Kern der Bioökono- den und Wechselwirkungen auf allen Ebenen beachtet mie. Ihr ganzes Potenzial entfalten bioökonomische Lö- werden. Das reicht von Organismen über Ökosysteme bis sungen und Technologien im Zusammenspiel mit anderen hin zum planetaren Klimahaushalt. Zukunftstechnologien. Angetrieben von der Digitalisie- rung und Fortschritten in Technologiefeldern wie der Mik- Besonders wichtig als Teil dieser ganzheitlichen Betrach- roelektronik, der Nanotechnologie oder der Material- und tung ist es, bei allen Maßnahmen neben den ökologischen Verfahrenstechnik eröffnen sich ganz neue Anwendungs- Auswirkungen auch die sozialen und wirtschaftlichen Ef- möglichkeiten, deren Reichweite noch nicht abzuschät- fekte zu berücksichtigen. Das schließt Fragen nach der Zu- zen ist. Gleichzeitig ergeben sich durch den breiten Hori- kunft unseres Wirtschaftssystems im Allgemeinen eben- zont der Bioökonomie und ihre Orientierung an aktuellen so ein wie Fragen nach den Folgen von Digitalisierung und gesellschaftlichen Themen auch zahlreiche Anknüpfungs- demographischer Entwicklung für den Arbeitsmarkt und punkte zu anderen Politik- und Forschungsfeldern. In der künftige Beschäftigung im Besonderen. Angesichts der Bioökonomie werden Fragen adressiert, die auch für die Komplexität der Herausforderungen und der Vielzahl von Gesundheits- und Lebenswissenschaften, die Umwelt- damit verbundenen Zielstellungen sind Zielkonflikte un- ethik, die Klimaforschung, die Ökosystemwissenschaften, vermeidlich. Systemisches Denken und ganzheitliche An- die Materialforschung, Ressourceneffizienz, erneuerbare sätze helfen dabei, solche Konflikte zu erkennen und auf Energien oder die Industrie 4.0 von Bedeutung sind.

2.5 Bioökonomie als Entwicklungsstrategie Die Bioökonomie ist ein sektorenübergreifendes Wirt- lichen Raums und strukturschwacher Regionen. Wenn es schaftskonzept, das in den letzten Jahren immer mehr an gelingt, die im Rahmen eines innovativen Bioökonomie- Bedeutung gewonnen hat. Das lässt sich festmachen an ei- Konzepts notwendigen weiteren Verarbeitungsstufen bio- nem steigenden Anteil biobasierter Produkte und Verfah- gener Rohstoffe im näheren Einzugsbereich oder direkt ren an der Wertschöpfung. Zahlreiche weitere biobasierte am Ort der Rohstoffgewinnung anzusiedeln, wird sich dies Innovationen, die sich durch verbesserte Eigenschaften ge- positiv auf die Wertschöpfung und die Arbeitsplätze im genüber herkömmlichen fossilen Produkten auszeichnen, ländlichen Raum auswirken. Auch können Rest- und Ab- werden erdacht, entwickelt, erprobt oder schon eingesetzt. fallstoffe im Sinne der Kreislaufwirtschaft ohne zusätzli- Anwendungsmöglichkeiten gibt es viele, beispielsweise chen Transportaufwand in den landwirtschaftlichen Pro- im Bereich der technologieoffenen Züchtungsforschung, duktionsprozess zurückgeführt und möglichst wieder als der Biopolymerforschung, in der enzymatischen Aufspal- Ausgangsstoffe eingesetzt werden. Die energetische Nut- tung pflanzlicher Rohstoffe, in der Entwicklung hochwer- zung nachwachsender Rohstoffe kann in einigen Regio- tiger Inhaltsstoffe auf der Grundlage von Mikroalgen, im nen, beispielsweise in abgelegenen ländlichen Räumen, die Bereich der ökologischen und konventionellen Landwirt- Energieversorgung sicherstellen, wenn andere erneuerba- schaft, in der Herstellung von Plattformchemikalien, im re Energiequellen nicht sicher und bedarfsgerecht zur Ver- Leichtbau mit biobasierten Verbundwerkstoffen, im Haus- fügung stehen. Dies gilt nicht zuletzt auch für dezentrale bau mit innovativen Konstruktions- und Dämmstoffen Energieversorgungssysteme. aus nachwachsenden Materialien, in der Anwendung von biobasierten Geotextilien zur Erosionsprävention, in der Aufgrund des großen Innovationspotenzials, das bei einer Medizintechnik oder etwa im Bereich der Biopharmazeuti- Vielzahl von biogenen Rohstoffnutzungen in Verbindung ka und Wirkstoff-Forschung bis hin zur direkten Nutzung mit dem Einsatz biotechnologischer Verfahren vorhanden von CO2 aus industriellen Prozessen als Kohlenstoffquelle. ist, eröffnet die Förderung der Bioökonomie große Chan- cen für Deutschland, sich im internationalen Vergleich als Da nachwachsende Rohstoffe überwiegend in ländlichen Vorreiter und Innovationsstandort für die Wirtschafts- Regionen gewonnen werden, eignet sich die Bioökonomie zweige und Arbeitsplätze von morgen zu positionieren. auch als Modell zur nachhaltigen Entwicklung des länd- 3 20 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE 2 Forschungsförderung für eine nachhaltige Bioökonomie 21 2 Forschung und Entwicklung sind ein wichtiger Treiber, um das Potenzial der Bioökonomie für eine nachhaltige Wirt- schaft zu identifizieren, zu erschließen und zu nutzen. Das Kapitel fasst die im Rahmen der Bioökonomiestrategie geplanten Aktivitäten zur Forschungs- förderung zusammen. 22 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Forschung ist ein wichtiger Schlüssel, um die Potenziale der auch traditionellem Wissen mit der Nutzung und Weiter- Bioökonomie zu identifizieren, zu erschließen und zu nut- entwicklung von Spitzentechnologien (Smart- und High- zen. Forschung zur Bioökonomie erstreckt sich auf die Er- tech). Um auch vollkommen neuartige Zukunftstech- zeugung, Erschließung und Nutzung biologischer Ressour- nologien oder Sprunginnovationen zu generieren, muss cen, Prozesse und Systeme, um die wissenschaftlichen und Wissenschaft den Freiraum haben, auch ungewohnte Pfa- technischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, nachhalti- de einzuschlagen. Daher unterstützt die Bundesregierung ge Produkte, Verfahren und Dienstleistungen in allen wirt- noch stärker als bisher eine exzellente, technologie- schaftlichen Sektoren im Rahmen eines zukunftsfähigen offene Forschung, schafft Anreize und Freiräume für ganz- Wirtschaftssystems bereitstellen zu können. Unter biologi- heitliche Ansätze und intelligente Innovationsprozesse schen Ressourcen werden in der Bioökonomie dabei nicht und setzt den Rahmen für eine verantwortungsbewusste nur biogene Rohstoffe wie Pflanzen, Algen, Pilze, Insekten, Umsetzung unter Beachtung des Vorsorgeprinzips. Mikroorganismen oder Biomoleküle, sondern insbesonde- re auch das Wissen über biologische und ökologische Pro- Erst auf dieser Basis – dem ständig wachsenden Wissen so- zesse und Systeme verstanden. Wichtig ist dabei auch, die wie technischen, gesellschaftlichen und systemischen In- Leistungsfähigkeit und Belastungsgrenzen dieser Systeme novationen – kann das volle Potenzial der Bioökonomie zu erfassen. Bioökonomische Forschungsansätze haben das erschlossen werden. Entscheidend für den Erfolg ist, fos- Ziel, die Entfaltung der bioökonomischen Potenziale zu er- sile Rohstoffe nicht nur zu ersetzen, sondern insbesonde- möglichen. Das Verständnis biologischer Systeme bildet die re auch die Entwicklung neuartiger biobasierter Produkte Grundlage für die Entwicklung innovativer Produkte und und Verfahren voranzubringen und damit den Roh- Verfahren. Damit diese im Sinne der Nachhaltigkeitsagen- stoff- und Energiebedarf insgesamt zu reduzieren. Maß- da wirken, müssen sowohl bei der Herstellung der biogenen geschneiderte bioökonomische Innovationen mit hoher Rohstoffe als auch beim Einsatz biotechnologischer Verfah- Wertschöpfung und neuartigen Eigenschaften und Funk- ren übergreifende Zusammenhänge verstanden und damit tionalitäten ermöglichen es, neue Geschäftsfelder für Zu- verbundene Chancen und Risiken bedacht werden. kunfts- beziehungsweise Wachstumsmärkte zu begründen. Mit dieser Ausrichtung bildet die Bioökonomiestrategie Durch die Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie einen wichtigen Pfeiler der von der Bundesregierung initi- 2030 wurden in den letzten Jahren wesentliche Schritte auf ierten Agenda „Von der Biologie zur Innovation“. dem Weg zu diesem Ziel zurückgelegt. Auf diesen Erfolgen und den gewonnenen Erkenntnissen baut die Forschungs- Die Forschung trägt so dazu bei, den notwendigen Trans- förderung der neuen Strategie auf. formationsprozess in Richtung eines nachhaltigen Wirt- schaftssystems voranzutreiben. Dies wird Auswirkungen Das biologische Wissen soll kontinuierlich erweitert und auf die Art und Weise haben, wie in einer Volkswirtschaft noch mehr als bisher über alle biologischen Ebenen – von produziert und gearbeitet wird. Diesen gesellschaftli- den grundlegenden molekularen Prinzipien bis hin zum chen Wandel mit all seinen Konsequenzen zu begreifen, komplexen Zusammenspiel in Ökosystemen – zusammen- ist daher ein wichtiger Teil der Forschung zur Bioökono- gebracht werden. Von besonderer Wichtigkeit ist dabei, die mie. Dabei ist es unerlässlich, dass Forschungsförderung Bioökonomie als integrativen Forschungsbereich zu ver- transparent ist und Formen der Partizipation einschließt, stehen, in dem interdisziplinäre Forschung und systemi- insbesondere wenn es um die Definition von Problemen sche Lösungsansätze gestärkt und die Erkenntnisse über und Wissenslücken, aber auch um die Entwicklung von die Teilgebiete der Biowissenschaften hinaus mit anderen Handlungsvorschlägen zu deren Beseitigung geht. Die For- konvergierenden Wissenschafts- und Technologieberei- schung schafft die Voraussetzungen dafür, den stattfinden- chen zusammengeführt werden. den Wandel zu einer Bioökonomie den gesellschaftlichen Anforderungen und den Nachhaltigkeitszielen entspre- Ermöglicht wird dieser Wissensaufbau unter anderem chend zu gestalten. durch eine Verknüpfung von bestehenden Verfahren und FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 23 Überblick der Forschungslandschaft zur Bioökonomie in Deutschland Universitäten Fachhochschulen außeruniversitäre Forschung Ressortforschung 3 1 2 Kiel Rostock 2 2 2 2 Hamburg 3 1 2 2 1 1 7 Bremen 6 9 4 Berlin 9 2 4 3 Hannover 10 Potsdam Magdeburg 2 2 2 8 2 16 11 8 Göttingen 2 1 1 9 Düsseldorf Leipzig Dresden Erfurt 3 3 2 Köln 6 2 15 5 2 2 3 13 5 2 Frankfurt a. M. 5 4 5 Mainz 2 Nürnberg 1 4 Heidelberg Saarbrücken 8 8 6 Stuttgart 11 10 9 7 16 München Freiburg Quelle: Forschungsumfrage Bioökonomie 2019, bioökonomie.de 24 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

3.1 Ausrichtung der Forschungsförderung Die Forschungsförderung zur Bioökonomie folgt den ein- selwirkungen in Ökosystemen und mit der Umwelt. Für ein gangs dargelegten Leitlinien. Sie ist darauf gerichtet, die umfassendes Verständnis biologischer Systeme reicht es strategischen Ziele der Nationalen Bioökonomiestrategie aber nicht aus, die verschiedenen Stufen einzeln zu betrach- zu erreichen. ten. Erst durch das Zusammenspiel verschiedener Elemente und Ebenen bilden sich neue systemische Eigenschaften he- raus. Um das Verständnis für diese komplexen Zusammen- Durch Forschung biologisches hänge weiter auszubauen, muss der Austausch zwischen den Wissen erweitern Biowissenschaften und konvergierenden Wissenschafts- und Technologiebereichen intensiviert werden. Das Fundament der Bioökonomie ist das Wissen über bio- logische Prinzipien, Systeme und Verfahren. Die Bun- desregierung will daher Forschung und Entwicklung Durch biologisches Wissen konsequent vorantreiben und den kontinuierlichen Er- kenntnisgewinn in den Biowissenschaften weiter stärken. biobasierte Innovationen schaffen Der Ausbau und die intelligente Nutzung und Vernetzung Das betrifft alle Ebenen biologischer Systeme, vom Molekül des biologischen Wissens bildet die Basis für Invention und über ein- und vielzellige Organismen bis hin zu ihren Wech- Innovation in der Bioökonomie. Erst mit einem tieferen FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 25 Verständnis grundlegender Mechanismen des Lebens er- Durch Ressourcenschonung schließt sich das enorme Potenzial biologischen Wissens für bioökonomische Innovationen. Dazu muss die For- Ökologie und Ökonomie verbinden schung von den Grundlagen über anwendungsorientierte Die Bioökonomie bietet die Chance, Ökologie und Ökono- Ansätze bis hin zu Pilotanlagen und Demonstratoren tech- mie miteinander zu verbinden. Um wirtschaftliche Pros- nologieoffen intensiviert werden. Kreative und mutige Ide- perität und Ressourcenverbrauch zu entkoppeln, müs- en sollen dabei besonderen Freiraum erhalten. sen alle Ressourcen effizient und nachhaltig genutzt und Energie- und Stoffströme im Sinne einer Kreislaufwirt- Fortschritte beispielsweise in der Nanotechnologie, den schaft weitestgehend geschlossen werden. Den Ressour- Informationstechnologien sowie den Kognitions-, Mate- cendruck zu mindern, ist ökonomisch profitabel und öko- rial- und Ingenieurwissenschaften führen zu neuen An- logisch wertvoll. wendungsfeldern in der Bioökonomie, während neues bio- logisches Wissen im Gegenzug diese Wissenschafts- und Im Mittelpunkt bioökonomischer Forschung steht daher Technologiezweige inspiriert. Die sich daraus ergebenden die ganzheitliche Betrachtung biobasierter Prozesse – von Synergien bergen das Potenzial für nachhaltige wettbe- der Erzeugung des Rohstoffs über die Prozessierung und werbsfähige Innovationen und die Entwicklung von neu- Konversion bis hin zum Produkt und dessen Verwendung artigen Schlüssel- und Zukunftstechnologien mit hohem nach der Nutzung. Die Rückgewinnung von Ressourcen wirtschaftlichem Wert. Beispiele für bioökonomische In- wird ebenso adressiert wie die Wieder- oder Neuverwer- novationen sind passgenaue biologische Prozesse in der in- tung von Neben-, Rest- und Abfallströmen. Forschungs- dustriellen und landwirtschaftlichen Produktion, inno- ergebnisse sollen es ermöglichen, Wertschöpfungsketten vative Produkte mit neuartigen smarten Funktionalitäten über Sektoren hinweg zu möglichst ressourceneffizienten, sowie weitgehend geschlossene Stoffkreisläufe. ökologisch vorteilhaften und ertragreichen Wertschöp- fungsnetzen zu verknüpfen. Die Digitalisierung übernimmt auch bei der Generierung biobasierter Innovationen eine Schlüsselfunktion und Ansätze zur Koppel- und Kaskadennutzung tragen da- ist damit für den gesamten Innovationsprozess von ent- zu bei, dass innovative Bereiche der Bioökonomie weiter scheidender Bedeutung. Erst durch sie wird es möglich, die mit bereits etablierten Wertschöpfungsketten zusammen- enormen Datenmengen über biologische Systeme nicht wachsen. Der Aufbau solcher Wertschöpfungsnetze kann nur zu erfassen, sondern intelligent zu vernetzen und da- auch den Anschluss zu neuen Wirtschaftszweigen herstel- mit die Innovationskraft integrierter Systeme zu nutzen. len und so die Voraussetzung für eine nachhaltige Trans- formation zu einer leistungsstarken biobasierten Wirt- schaft schaffen. Durch biobasierte Innovationen natürliche Ressourcen schonen Durch bioökonomische Lösungen Bei der Umsetzung von biobasierten Innovationen muss die Verfügbarkeit von natürlichen Ressourcen innerhalb Nachhaltigkeit sichern ökologischer Grenzen berücksichtigt werden. Der Schutz Das übergeordnete Ziel bei der Entwicklung einer bio- und die nachhaltige und verantwortungsvolle Nutzung basierten Wirtschaft ist Nachhaltigkeit. Die Komplexi- von Ökosystemen und ihren Leistungen für die Gesell- tät der Bioökonomie macht es erforderlich, bei der Suche schaft, wie beispielsweise der Erhalt der Biodiversität, die nach tragfähigen Lösungen die Zusammenhänge zwi- Bereitstellung von sauberem Wasser und gesunden Böden schen technischen, ökologischen, ökonomischen und ge- sowie die Klimaregulation, sind unverzichtbar. sellschaftlichen Faktoren zu berücksichtigen. Sobald die Nachhaltigkeitsziele in konkrete Maßnahmen übersetzt Ziel der Forschungsförderung ist es, den derzeit noch ho- werden, entstehen häufig Zielkonflikte innerhalb und zwi- hen Verbrauch nicht erneuerbarer Ressourcen, wie fossi- schen diesen Dimensionen. Damit solche Zielkonflikte le Energieträger und mineralische Rohstoffe, bedeutend frühzeitig erkannt und negative Effekte verhindert wer- zu minimieren. Biogene Ressourcen müssen effizient und den können, muss bioökonomische Forschung inter- und nachhaltig produziert und genutzt werden. Zielkonflik- transdisziplinär sein und globale Entwicklungen fest im te, etwa im Bereich der Land- und Ressourcennutzung, Blick behalten. Ganzheitliche Sichtweisen erfordern die müssen dabei stets mitgedacht werden. Dies gilt sowohl Einbeziehung sowohl natur- und technikwissenschaftli- für bioökonomische Innovationen in der Urproduktion cher als auch sozialwissenschaftlicher und ethischer Fra- (Land-, Forst-, Meereswirtschaft, Aquakultur) als auch in gestellungen. Nur auf dieser Grundlage wird es gelingen, der Industrie. durch die Bioökonomie Nachhaltigkeit zu sichern. 26 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

3.2 Bausteine zur Umsetzung der Forschungsförderung Die Ziele der Forschungsförderung zur Bioökonomie ad- ihre Regulation und weitere Wechselwirkungen zu vertie- ressieren komplexe Fragestellungen und Herausforderun- fen und zu integrieren. Die Notwendigkeit, ein umfassen- gen. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, in systemischen des Systemverständnis zu entwickeln, betrifft alle Ebenen Ansätzen zu arbeiten, die verschiedene Wissenschafts- von elementaren biomolekularen Vorgängen bis hin zu zweige und Wissensbereiche integrieren und zusammen- ganzen Ökosystemen und globalen Kreisläufen. Erst führen. Die bioökonomische Forschung umfasst dabei so- auf dieser Basis kann ein ganzheitliches Verständnis der wohl Natur- und Technik- als auch Sozialwissenschaften vielfältigen und dynamischen Prozesse in biologischen und reicht von der Grundlagenforschung über angewand- Systemen und ihrer Interaktion mit der Umwelt te Forschung bis zur experimentellen Entwicklung. Zudem entwickelt werden. entwickeln sich das biologische Wissen und die für die Bio- ökonomie relevanten Spitzentechnologien nicht immer Die Darstellung des Bausteins „Biologisches Wissen als kontinuierlich in Form von inkrementellen Innovationen, Schlüssel der Bioökonomie“ folgt dieser Logik von der sondern nicht selten auch sprunghaft in Form disruptiver Erforschung grundlegender biologischer Prozesse bis hin Innovationen weiter. zu planetaren Perspektiven. Die Struktur der Forschungsförderung muss diesen An- forderungen gerecht werden. Für die Umsetzung werden Biologische Systeme daher modulare Bausteine definiert, die die verschiede- nen Aspekte der Bioökonomie abdecken. Sie konkretisie- verstehen und modellieren ren Forschungsschwerpunkte und schaffen konstrukti- Systembiologische Ansätze und die Zusammenführung ve Spielräume für Förderrichtlinien, mit denen spezifische der in den verschiedenen Teilbereichen wie Genomik, Epi- Förderbedarfe in thematischer, methodischer oder kon- genomik, Proteomik oder Metabolomik (englisch zusam- zeptioneller Hinsicht aufgegriffen werden. Sie ermöglichen menfassend als „omics“ bezeichnet) gewonnenen Daten es zudem, neue Erkenntnisse und aktuelle Entwicklun- über neuartige bioinformatische Instrumente und geeig- gen aufzugreifen. Mit den ineinandergreifenden Baustei- nete Infrastrukturen sollen verstärkt gefördert werden. nen können die forschungspolitischen Ziele flexibel umge- Modellierungs- und Simulationsansätze können auf die- setzt werden. ser Basis die zugrunde liegenden biologischen und öko- logischen Systeme abbilden und so in ihrer Komplexität zugänglich machen. Durch die Entwicklung neuer integ-

3.2.1 Biologisches Wissen als rativer Ansätze soll das modulare Wissen aus den Omics- Schlüssel der Bioökonomie Bereichen auf den verschiedenen hierarchischen Ebenen biologischer Systeme vernetzt werden. Systemeigenschaf- ten, also Eigenschaften, die sich nicht aus den einzelnen Biologisches Wissen bildet die Grundlage für die Entwick- Systemelementen heraus erklären oder ableiten lassen, lung von Schlüsseltechnologien und ermöglicht passge- werden auf diese Weise erfassbar. Das Ziel ist, die System- naue bioökonomische Innovationen sowohl für etablierte biologie nicht nur als Schlüssel für künftige Technologien Industrien als auch für neue Einsatzfelder und Branchen. der Biowissenschaften, sondern auch der Bioökonomie Biologisches Wissen schafft die Voraussetzungen für nach- insgesamt auszubauen. haltige Lösungen der Zukunft. Nachhaltigkeit bedeu- tet, dass die Lösungen ökologisch tragfähig, wirtschaft- Besondere Bedeutung kommt hier beispielsweise der Er- lich vorteilhaft und gesellschaftlich erwünscht sind. Um schließung des Epigenoms von Pflanzen, des Mikrobioms diesem umfassenden Nachhaltigkeitsanspruch gerecht zu der pflanzlichen Wurzel oder der Stoffwechselnetzwer- werden, muss biologisches Wissen mit Wissen über öko- ke von Mikroorganismen zu. Modelle, die imstande sind, systemare, ökonomische und soziale Zusammenhänge ver- verlässliche Aussagen darüber zu treffen, wie Regulations- knüpft werden. mechanismen in lebenden Zellen und Wechselwirkungen zwischen biologischen Systemen und der Umwelt funk- Eine zentrale Herausforderung der Forschung zur Bioöko- tionieren, können auch relevante Erkenntnisse für neue nomie besteht darin, das Wissen über biologische Prozesse, nachhaltige Lösungen generieren. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 27 Bausteine der Forschungsförderung 1 2 Biologisches Wissen als Konvergierende Technologien und Schlüssel der Bioökonomie disziplinübergreifende i Biologische Systeme verstehen und modellieren Zusammenarbeit i Neuartige Produktionsorganismen i Inter- und Transdisziplinarität fördern für Primärproduktion und Industrie i Nanotechnologie, Miniaturisierung, i Innovative biotechnologische Verfahrens- Digitalisierung, Automatisierung und konzepte für biobasierte Produktionssysteme Künstliche Intelligenz für die Bioökonomie i Biogene Ressourcen nachhaltig erzeugen nutzen 3 4 Grenzen und Potenziale Transfer in die Anwendung i Druck auf ökologische Grenzen mindern i Neue Wertschöpfungsnetze etablieren i Nachhaltige Potenziale erkennen und erschließen i Start-ups sowie kleine, mittlere (KMU) und mittel- i Bioökonomie-Monitoring etablieren, ständischen Unternehmen unterstützen Bioökonomie quantifizieren und bewerten i Infrastrukturen für Forschung und Technologie- transfer stärken i Nachwuchs und Qualifikation fördern 5 6 Bioökonomie und Gesellschaft Globale Forschungskooperationen i Wechselwirkungen und Zielkonflikte erforschen i Zusammenarbeit in Europa vorantreiben iVergleichende Nachhaltigkeitsbilanzen i Kooperationen mit außereuropäischen Partnern und Zertifizierungssysteme entwickeln stärken Neuartige Produktionsorganismen Ertragsoptimierung, optimale Nährstoffnutzung, Resis- für Primärproduktion und Industrie tenz oder Toleranz gegenüber Überschwemmungen, Hit- ze, Trockenheit oder Pflanzenkrankheiten/-schädlingen, Eine der Grundbedingungen der Bioökonomie ist die Anpassung an die Bodenqualität sowie der Erhalt der ge- nachhaltige Erzeugung von biogenen Rohstoffen und Pro- netischen Vielfalt sind wichtige Ziele der Züchtung für ei- dukten sowohl im Agrar- als auch im industriellen Bereich. ne nachhaltige Pflanzenproduktion. Neben Kulturpflanzen Um diesem Anspruch gerecht zu werden und effizient und kommt aber auch Insekten, Pilzen, Mikroorganismen und ressourcenschonend produzieren zu können, ist es eventu- aquatischen Lebensformen wie Algen zunehmend Bedeu- ell notwendig, die Produktionsorganismen, also insbeson- tung in der modernen Bioökonomie zu. Von der Bundes- dere Nutzpflanzen, aber zum Beispiel auch Insekten, Algen, regierung wird dies durch entsprechende Fördermaßnah- Pilze oder Mikroorganismen, gezielt an die jeweiligen Um- men unterstützt. welt-, Klima- und Produktionsbedingungen anzupassen. Dabei soll die Forschung methoden- und technologieoffen Die Erschließung neuer Organismen spielt eine wichti- sein und in geschlossenen Systemen auch moderne mole- ge Rolle in der industriellen Produktion und erweitert das kularbiologische Ansätze mit einbeziehen. Portfolio der klassischen Biotechnologie. Die Eigenschaf- ten von industriell genutzten Mikroorganismen, wie Bak- terien, Pilzen und Mikroalgen, können durch innovative 28 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Methoden des Metabolic Engineering oder der Syntheti- nologische Forschung darüber hinaus Möglichkeiten, künst- schen Biologie gezielt an spezifische Produktionsbedin- liche oder zellfreie Produktionssysteme für die Bioökonomie gungen angepasst werden. Neben der Entwicklung re- bereitzustellen. Solche Produktionssysteme erlauben zum silienter und effizienter Produktionsstämme steht hier Beispiel die Produktion von komplexen Antikörpern für spe- insbesondere auch eine Erweiterung des Produktspekt- zifische medizinische Anwendungen oder von Wirkstoffen, rums im Fokus der Forschung. Forschungsansätze zur Ent- die für Zellen toxisch sind. Artifizielle Produktionssysteme wicklung neuer Materialien und Produkte mit maßge- stellen daher Ansätze dar, die das Anwendungspotenzial bio- schneiderten, das heißt auf einen spezifischen Bedarf oder basierter Produktionsverfahren erheblich erweitern. eine neue Funktion optimal zugeschnittenen Eigenschaf- ten, wie beispielsweise vollständig kreislauffähige Biopo- lymere, neuartige Biopharmazeutika gegen Antibiotika- Innovative biotechnologische resistenzen oder umweltverträgliche Chemikalien, sollen gefördert werden. Damit soll eine optimale Anpassung an Verfahrenskonzepte für biobasierte die Anforderungen des Marktes und der Umwelt ermög- Produktionssysteme licht werden. Um das Potenzial der Vielfalt mikrobiel- ler Spezies und ihrer vielgestaltigen metabolischen Eigen- Im Sinne der Nachhaltigkeit müssen neben den für die bio- schaften nutzbar zu machen, sollen bislang nicht genutzte, technologische Produktion verwendeten Organismen auch aber für die industrielle Produktion geeignete Mikroorga- die Verfahren, in denen sie eingesetzt werden, ganzheit- nismen identifiziert und zu Plattformorganismen für die lich ausgelegt oder auch gänzlich neu gedacht werden. Die Biotechnologie weiterentwickelt werden. Entwicklung innovativer, effizienter und modularer Bio- verfahrenskonzepte soll vorangetrieben werden, um so ei- Neben der Verwendung von maßgeschneiderten Mikroorga- ne flexible Anpassung an verschiedene Standorte, Rohstof- nismen in der industriellen Produktion eröffnet die biotech- fe und Produkte zu ermöglichen. Der Aufbau des Fraunhofer-Zentrums für chemisch-biotechnologische Prozesse in Leuna wurde vom BMBF und BMEL unterstützt. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 29 Um Biomasse effizient aufschließen, aufbereiten und be- muss selbst zur Wahrung dieser Ökosystemleistungen bei- darfsgerecht für nachgelagerte Produktionsprozesse be- tragen. Es ist erforderlich, Land- und Forstwirtschaft in ei- reitstellen zu können, sind erhebliche Forschungsan- nem ganzheitlichen Sinn als agrarökologische Systeme zu strengungen notwendig. Neuartige biotechnologische betrachten und durch Forschung das Verständnis ökosys- Verfahren sind die Voraussetzung dafür, die Nutzung bio- temarer Zusammenhänge immer weiter auszubauen. gener Reststoffe weiter zu optimieren und Neben- und Besonders gefragt sind ganzheitliche Sichtweisen, die Reststoffströme in werthaltige Produkte zu überführen. agrarische Produktionssysteme nicht nur nach ihrem Neue Konzepte zur Koppel- und Kaskadennutzung müssen Ertrag, sondern auch nach ihren ökologischen Leistungen hierzu entwickelt und Bioraffinerie-Konzepte ganzheitlich bewerten. optimiert werden. Letztlich geht es aber nicht nur um den Agrar- und Forst- In geschlossenen Reaktionsprozessen können Abfallströ- sektor. Große Teile terrestrischer und maritimer Ökosyste- me, die heute noch nicht stofflich verwertet werden oder me sind durch menschliches Eingreifen grundlegend ver- nicht genutzte Wertschöpfungspotenziale aufweisen, als ändert worden. Es ist unverzichtbar, menschliche Eingriffe ökologisch und ökonomisch vorteilhafte Rohstoffquelle sowohl in spezifische Ökosysteme wie in globale Stoff- und für die Industrie und den Agrarbereich dienen. Hierzu zäh- Energiekreisläufe bei allen Überlegungen zu zukünftigen len sowohl organische Abfälle als auch kommunale oder Technologien und Ressourcennutzungen zu berücksichti- industrielle Abwässer oder industrielle Abgase. Die direkte gen. Die Bioökonomie kann ein entscheidender Hebel sein, Nutzung beispielsweise von Kohlendioxid oder dem in der um sowohl in der Produktion von biogenen Rohstoffen Industrie anfallenden Synthesegas als Kohlenstoffquelle in als auch in industriellen Produktionsprozessen zu mehr industriellen Bioprozessen kann zukünftig einen Beitrag Nachhaltigkeit zu gelangen. Dazu gehört auch, über gänz- dazu leisten, eine weitgehende Treibhausgasneutralität in lich neue Formen der Erzeugung von biogenen Rohstoffen der industriellen Produktion zu erreichen. Darüber hin- für stoffliche und energetische Zwecke nachzudenken. aus können wichtige Ressourcen wie seltene Metalle oder Phosphor durch maßgeschneiderte Biokatalysatoren rück- Um die Land- und Forstwirtschaft innovativ und nach- gewonnen und Kunststoffe in ihre Grundbausteine zerlegt haltig für die Zukunft aufzustellen, ist neben einer sub- werden. Die Entwicklung von innovativen Methoden und stanziellen, breit ausgerichteten Grundlagenforschung Verfahren zur effizienten Aufarbeitung und Kreislaufnut- zum Verständnis der zugrunde liegenden biologischen und zung dieser oft komplexen und toxischen Ausgangsstoffe (agrar-)ökologischen Systeme auch die Entwicklung geeig- soll gezielt vorangetrieben werden. neter, anwendungsorientierter Ansätze notwendig. Diese können auf Spitzen- und Schlüsseltechnologien beruhen, aber auch auf Konzepten, die vorhandene landwirtschaft- Biogene Ressourcen liche Techniken und ökologische Anforderungen neu zu- nachhaltig erzeugen sammenbringen. Die Land- und Forstwirtschaft ist ein zentraler Pfeiler ei- Die agrarische Produktion kann außerdem durch die ner biobasierten Wirtschaft. Gleichzeitig ist sie gefordert, Entwicklung geeigneter nachhaltiger Anbau- oder Pro- den Ressourcen- und Flächenbedarf sowie Treibhausgas- duktionssysteme, beispielsweise mit Hilfe neuartiger emissionen und den Verlust der biologischen Vielfalt zu re- Smart-Farming-Ansätze, flexibel an regionale und stand- duzieren, wie aktuell die Berichte des Weltklimarates und ortspezifische Bedingungen angepasst werden. Von zent- des Weltbiodiversitätsrates zeigen14 . Außerdem steht sie raler Bedeutung ist dabei, den Erhalt der Biodiversität und selbst durch die Auswirkungen des Klimawandels sowie der Qualität von Böden und Wasser als Voraussetzung für Zielkonflikte wie beispielsweise Flächennutzungskonkur- Ökosystemleistungen anzuerkennen und in die Wertstel- renzen vor weiteren großen Herausforderungen. lung biobasierter Produkte einzubeziehen. Landwirtschaft ist lebensnotwendig, und sie wird eine wei- Damit können die Weichen gestellt werden, um ressour- ter wachsende Weltbevölkerung ernähren müssen. Aber ceneffiziente, wettbewerbsfähige und gegenüber wechseln- die agrarische Produktion ist auch ein gewichtiger Fak- den Klima- und Umweltbedingungen resiliente innovative tor für die Veränderung der Umwelt durch den Menschen. und nachhaltige Agrar- und Waldsysteme zu erhalten, die Das betrifft Landnutzung, Biodiversität, Wasserhaushalt, kontinuierlich eine ausreichende Versorgung mit biogenen Nährstoffkreisläufe und den globalen Klimahaushalt. Das Ressourcen sicherstellen. Die Forschungsförderung unter- Bewusstsein ist gewachsen, dass man den Agrarsektor stützt insbesondere die Entwicklung von neuartigen kreis- selbst als ökologisches System betrachten muss. Agrarische lauforientierten und inputreduzierten Anbau- und Pro- Produktion ist auf Ökosystemleistungen angewiesen und duktionssystemen, auch im Bereich des Ökolandbaus. Dies 30 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE können regional angepasste agrarische, forstliche oder gischer Systeme gewonnen werden, die neue Dimensionen auch aquatische Produktionssysteme in der Fläche sein, für die Nutzung des biologischen Wissens eröffnen. Vor- die eine geschlossene Stoffstromführung anstreben. Für aussetzung für die effiziente und erfolgreiche Nutzung di- versiegelte Flächen in urbanen oder periurbanen Bereichen gitaler Daten ist dabei neben einer Harmonisierung der sind auch alternative Produktionsformen denkbar, wie Daten auch die Unterstützung von effizienten Datenma- beispielsweise (modulare) hochtechnisierte Produktions- nagementsystemen, die Weiterentwicklung von Schnitt- systeme, die in kontrollierter Umgebung mit einem gerin- stellenkonzepten sowie die Entwicklung und Nutzung von gen Flächen- und Energiebedarf und weitgehend geschlos- Standards. senen Kreislaufsystemen, wie beim Vertical Farming, funktionieren. Auch im Bereich der Simulation und Modellierung hat die Digitalisierung ein hohes Innovationspotenzial für die Langfristig muss die Forschung vielfältige Anpassungs- Bioökonomie. Modelle können nicht nur zur Beschreibung strategien und Schlüsselinnovationen auf den Weg brin- biologischer Prozesse und Systeme dienen, sondern sol- gen, integrierte Lösungen identifizieren und Ressourcen len vermehrt auch zur Folgenabschätzung, Voraussage und bündeln, um damit Synergien zum Vorteil von Mensch zum gezielten Design von effizienten und passgenauen bio- und Umwelt zu schaffen und „Trade-offs“ zu reduzieren. basierten Verfahren genutzt werden. Diese integrierten Lösungen vereinen technologische An- sätze mit standortangepassten Verfahren zu alternativen Für eine schnellere Entwicklung und eine bessere Über- Konzepten im Sinne der Nachhaltigkeit. wachung und Steuerung biotechnologischer Produkti- onsverfahren wird der technologische Fortschritt in den Bereichen Smart Sensorik, Künstliche Intelligenz, Auto-

3.2.2 Konvergierende Technologien matisierung, Miniaturisierung und Parallelisierung von und disziplinübergreifende Verfahrensprozessen sowie Hochdurchsatzanalysen unter- stützt. Auch im Agrarbereich können entsprechende Tech- Zusammenarbeit nologieentwicklungen verstärkt eingesetzt werden, um beispielsweise die Interaktion von Böden, Mikroorganis- Aussichtsreiche Ansatzpunkte für bioökonomische Inno- men, Pflanzen und Umwelt zu analysieren oder um das Er- vationen finden sich besonders in systemischen sowie in scheinungsbild von Organismen schnell, genau und zerstö- inter- und transdisziplinären Ansätzen, die biologisches rungsfrei zu erfassen. Wissen mit konvergierenden Technologien verbinden. Von großer Bedeutung für die Bioökonomie sind beispielsweise konvergierende Wissensgebiete und Technologien wie Na- 3.2.3 Grenzen und Potenziale notechnologie, Miniaturisierung, Digitalisierung, Automa- tisierung und Künstliche Intelligenz. Der Mensch hat schon immer in die Natur eingegriffen und seine Umwelt verändert. Seit der Industrialisierung tut Die Nutzung von Synergien und Schnittstellen zwischen er das in einem immer stärkeren Ausmaß, sodass natürli- den unterschiedlichen Fachdisziplinen soll gerade im Hin- che Systeme aus dem Gleichgewicht geraten sind. Klima- blick auf die Erforschung und Entwicklung von Zukunfts- wandel, Artenverlust und bedrohte Ökosysteme sind die technologien weiter vorangetrieben werden. Für eine Folgen. Die Fortsetzung, Ausweitung und Beschleunigung stärkere Vernetzung der Akteure und eine Etablierung dis- der derzeitigen Produktion und Verwertung von Rohstof- ziplinübergreifender Zusammenarbeit sind geeignete In- fen wird vor dem Hintergrund der Erkenntnisse der Be- strumente, wie beispielsweise virtuelle interdisziplinäre richte des Weltklimarates und des Weltbiodiversitätsrates Zentren oder neue multidisziplinäre und sektorenüber- von 2019 zu weiteren Umweltschäden, Biodiversitätsver- greifende Förderkonzepte, zu entwickeln. lusten und zur Erhöhung der Treibhausgasemissionen führen. Die ökologischen Grenzen des Planeten werden Die Digitalisierung hat für die Generierung und die Nut- zunehmend gefährdet und sind teilweise bereits über- zung biologischen Wissens und bei der Vernetzung ver- schritten. schiedener Technologien eine wichtige Querschnittsfunk- tion. Mithilfe neuester Werkzeuge der Informatik und der Für die Bioökonomie bedeutet dies, dass sie einen Beitrag Entwicklung computergestützter mathematischer Model- zur Einhaltung dieser Grenzen leisten muss. Von zentraler le können die in den modernen Biowissenschaften auf ver- Bedeutung ist es daher, die Belastungsgrenzen der Ökosys- schiedenen Skalierungsebenen rasant entstehenden gro- teme zu kennen, die für die Bioökonomie wichtig sind. Die ßen Datenmengen intelligent ausgewertet werden. Damit Potenziale der Bioökonomie zu erkennen und zu erschlie- können wertvolle Einsichten in die Funktionsweise biolo- ßen, setzt voraus, ihre Umwelt zu verstehen. Um sicherzu- FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 31 stellen, dass die Bioökonomie innerhalb der ökologischen Grenzen agiert und den Ressourcendruck nicht weiter er- höht, muss Wissen über ökosystemare Effekte und plane- tare Kreisläufe erweitert und verknüpft werden. Quantifizierung der Bioökonomie Ein wichtiges Instrument zur nachhaltigen Gestaltung der Bioökonomie ist die Messung und Beurteilung der genauen ökonomischen, ökologischen und sozialen Effekte bioba- sierten Wirtschaftens. Es werden Daten und Berechnungs- methoden benötigt, um feststellen zu können, welche Treibhausgasemissionen und welcher Verbrauch von Ma- terial, Energie, Wasser und Flächen verschiedener Qualitä- ten mit bestimmten Produktionsformen einhergehen, ein- schließlich der Auswirkungen auf die Biodiversität durch intensivierte Nutzung. Eine wichtige Rolle spielt die Be- wertung der Verfügbarkeit von Biomasse – räumlich, zeit- lich und nach der ökologischen Bedeutung differenziert – auf der einen und des Bedarfs an Biomasse auf der ande- ren Seite. Zu berücksichtigen ist hierbei der Biomassebe- darf, der einer Nutzung entzogen ist, unter anderem für die CO2 -Fixierung und für den Biodiversitätsschutz. Es ist da- her wichtig, Biomasseströme und -kreisläufe nachvollzie- hen und mit geeigneten Methoden abschätzen zu können. Nur durch eine ganzheitliche Betrachtung unter Ein- schluss möglicher Alternativen können bestmögliche Lö- sungen im Sinne einer umfassend verstandenen Nachhal- tigkeit gefunden werden. Bisher stehen die dafür nötigen Instrumente erst teilweise zur Verfügung. Mithilfe der For- schung sollen diese Lücken in den nächsten Jahren ge- schlossen werden. Dazu ist zunächst eine Indikatorent- wicklung notwendig, die es erlaubt, alle Dimensionen der Bioökonomie zu erfassen und mit entsprechenden Krite- soll es ermöglichen, die Entwicklung einer nachhaltigen rien zu hinterlegen. Bestehende und neu zu erschließende Bioökonomie nachzuvollziehen. Es soll als Grundlage die- Daten müssen identifiziert und zusammengeführt werden. nen, die politische Steuerung und Priorisierung zu über- Nur wenn der Einsatz von Biomasse über den gesamten Le- prüfen. benszyklus von der Produktion bis zur Wiederverwendung und die Anwendung bioökonomischer Verfahren mit all ihren Wirkungen und Rückkopplungseffekten gemessen 3.2.4 Transfer in die Anwendung oder präzise geschätzt werden können, ist eine ganzheit- liche Bilanzierung möglich. Auf dieser Basis können auch Es genügt nicht, biologisches Wissen zu erwerben und umfassende und belastbare Folgenabschätzungen zu tech- nachhaltige Technologien zu entwickeln. Nur wenn diese nischen, ökonomischen und ökologischen Entwicklungen erfolgreich als Produkte und Prozesse in den Markt kom- in der Bioökonomie vorgenommen werden. men, werden ihre positiven Effekte für Umwelt und Gesell- schaft auch realisiert. Die Erfahrung zeigt: Nicht jede gu- Um die wissenschaftlichen Voraussetzungen für eine sol- te Idee setzt sich durch. Oftmals erscheinen die Risiken zu che Quantifizierung der Bioökonomie zu schaffen, wurde hoch oder es mangelt an Finanzierungsmöglichkeiten für eine Pilotphase für ein umfassendes Monitoring gestartet. die wesentlichen Schritte zwischen Idee und Marktein- Diese Arbeiten sollen als übergreifendes Instrument der führung. Die Bundesregierung will verhindern, dass aus- Bioökonomiestrategie fortgesetzt und ausgebaut werden sichtsreiche, bioökonomische Innovationen an diesen Hür- (siehe auch Kapitel 5.6). Das Monitoring der Bioökonomie den scheitern. Daher unterstützt sie erfolgversprechende 32 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Innovationen bis hin zur Anwendung. Entscheidend ist, Förderung von Start-ups sowie Schnittstellen zwischen Forschung und Anwendung zu schaffen und auszubauen und eine enge Verzahnung der von kleinen, mittleren (KMU) und Akteure im Innovationsprozess zu erreichen. Dazu werden mittelständischen Unternehmen Instrumente bereitgestellt, die die Validierung von For- schungsergebnissen für einen erfolgreichen Transfer in die Start-ups und junge Unternehmen sind ebenso wie kleine, Anwendung unterstützen. mittlere (KMU) und mittelständische Unternehmen wichti- ge Innovationstreiber und Innovationsträger für die Bioöko- Auch die unter Federführung des Bundesministeriums nomie. Sie verfügen jedoch häufig über zu geringe Finanzie- für Bildung und Forschung und des Bundesministeriums rungsmöglichkeiten. Aufgrund der überdurchschnittlich für Wirtschaft und Energie neu gegründete Agentur für langen Entwicklungszeiten und Innovationszyklen, die le- Sprunginnovationen unterstützt bahnbrechende Ideen auf benswissenschaftliche Produktentwicklungen oft mit sich dem Weg in die Anwendung und steht auch für bioökono- bringen, bedürfen sie einer gezielten Förderung, die über die mische Innovationen offen. Bedürfnisse in vielen anderen Branchen hinausgeht. Da- her werden entsprechende Maßnahmen zur Förderung von kleinen, mittleren und mittelständischen Unternehmen so- Neue Wertschöpfungsnetze wie von Start-ups und Neugründungen weiterentwickelt. etablieren Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM) des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie ist eben- Zentral für den Transfer in die Anwendung ist eine enge- falls offen für Innovationen der Bioökonomie. re Vernetzung der Akteure sowohl zwischen Forschung und Wirtschaft als auch zwischen verschiedenen Wirt- schaftszweigen. Die Bundesregierung unterstützt eine frü- Infrastrukturen für Forschung he und transparente Einbindung von Unternehmen und Wirtschaftsexpertise in den Forschungs- und Entwick- und Technologietransfer lungsprozess, denn diese gewährleistet eine ausreichende Eine erfolgreiche Überführung wissenschaftlicher Er- Orientierung an den Erfordernissen des Marktes. Ein ent- kenntnisse in wettbewerbsfähige Produkte und Verfahren sprechendes Instrument sind Sondierungsphasen, wel- ist nur dann möglich, wenn die Anforderungen des Mark- che dem eigentlichen Forschungsvorhaben vorgeschal- tes und der Industrie, wie Rohstoffverfügbarkeit, techni- tet werden. Es ist davon auszugehen, dass der zunehmende sche Voraussetzungen, regulatorische Herausforderungen Einsatz biobasierter Verfahren und Produkte bestehen- oder kostenrelevante Faktoren, frühzeitig im Forschungs- de Wertschöpfungsketten verändert. In diesem Zuge ent- und Entwicklungsprozess bedacht werden. Es ist daher von stehen häufig neue Wertschöpfungsnetze, da durch die hoher Bedeutung, Infrastrukturen für die bioökonomische komplexen Stoffgemische von Biomasse neben dem ge- Forschung zu schaffen, die noch effizienter als bisher eine wünschten Produkt oftmals Stoffnebenströme entstehen, anwendungsorientierte Zusammenarbeit auch über Dis- die ihrerseits als Rohstoff für einen anderen Prozess dienen ziplingrenzen hinweg ermöglichen. In den letzten Jahren können. Um sowohl die Effizienz als auch die Wertschöp- konnten in dieser Hinsicht bereits wichtige Akzente ge- fung zu erhöhen, müssen alternative Nutzungswege für setzt werden. einzelne Bestandteile oder Nebenprodukte erforscht und erprobt werden. Das ist nur möglich, wenn Akteure zusam- Zudem gilt es, Räume zu schaffen, die die gezielte Weiter- menarbeiten und Expertise aus verschiedenen Disziplinen entwicklung von wissenschaftlichen Erkenntnissen zu gebündelt wird. Dasselbe gilt für die Kreislaufwirtschaft. markt- und wettbewerbsfähigen Anwendungen ermögli- Idealerweise wird bereits beim Produktdesign berücksich- chen. Demonstrations- und Reallabore bieten die Chan- tigt, wie das Produkt nach Ende seines Nutzungszyklus ce, Innovationen integriert in bereits etablierten Prozessen weiterverarbeitet oder recycelt werden kann. Die Bundes- zu testen. Um das hohe Investitionsrisiko bei der Markt- regierung unterstützt eine entsprechende Vernetzung zwi- einführung biobasierter Produkte und Prozesse zu mini- schen den Produzenten und Nutzern in einem Wertschöp- mieren, sollte darüber hinaus die Möglichkeit geschaffen fungsnetz beispielsweise durch die Förderung geeigneter werden, Innovationen auch in größerem Maßstab in Pilot- Verbundprojekte oder die Etablierung von Clustern. anlagen zu testen. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 33 Nachwuchs und Qualifikation men über die Funktionsweise von Ökosystemen bis hin zu planetaren Grenzen, die auch die aktuelle europäische Bio- Die komplexen und über Disziplingrenzen hinausgehen- ökonomiestrategie betont. den bioökonomischen Fragestellungen brauchen eine neue Qualität des systemischen Denkens und Handelns. Da- Für ein solches Wissen ist die Interdisziplinarität der Bio- zu werden hochqualifizierte Spezialistinnen und Spezialis- ökonomie-Forschung von großer Bedeutung. Dies betrifft ten benötigt, die über ihr Fachwissen hinaus die Fähigkeit sowohl die Natur- und Technikwissenschaften als auch die zu inter- und transdisziplinärer Zusammenarbeit bereits in Sozial-, Politik- und Wirtschaftswissenschaften gleicher- Ausbildung und Studium erwerben. Aber auch begleitend maßen. Nur disziplinübergreifend können reale Probleme im Beruf müssen Weiterqualifizierungsmaßnahmen ange- in ihrer Komplexität erfasst, Zusammenhänge und Ziel- boten werden. Unternehmerische Grundkenntnisse sollen konflikte analysiert und nachhaltige Lösungen gefunden früher als bisher vermittelt werden. Durch spezielle Preise werden, die den gesellschaftlichen Bedürfnissen und Er- und Fördermodule werden im Rahmen der Forschungsför- wartungen entsprechen. derung Anreize für eine bioökonomische Karriereplanung in Wissenschaft oder Industrie geschaffen. Weitere über- Die Nachhaltigkeit der gefundenen Lösungen hängt dabei greifende Instrumente finden sich im Abschnitt 5.5 „Quali- nicht zuletzt von Wechselwirkungen zwischen den tech- fikation und Fachkräfte“. nischen Möglichkeiten und wirtschaftlichen, gesellschaft- lichen und ökologischen Faktoren ab. Zu diesen Wechsel- wirkungen gehören auch Zielkonflikte, etwa im Bereich

3.2.5 Bioökonomie und Gesellschaft der Land- und Ressourcennutzung. Bei der Bioökonomie- Forschung geht es um eine neue, technologieoffene Form Der Klimawandel, die demographische Entwicklung, die von Forschung und Entwicklung. Neue Technologien, auch Versorgung einer wachsenden Weltbevölkerung mit hoch- Biotechnologien, können die bestehende Konkurrenz zwi- wertigen Nahrungsmitteln und Rohstoffen, die Begrenzt- schen Schutz-, Nutzungs- und Vermarktungsinteressen heit der planetaren Ressourcen und der Schutz der Biosphä- weiter verschärfen. Daher ist es notwendig, aus einer über- re einschließlich der biologischen Vielfalt sind die großen greifenden Perspektive der Frage nachzugehen, welche gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. Die Be- Chancen und Risiken die Entwicklung und Verbreitung wältigung dieser Herausforderungen wird nicht allein tech- neuer Technologien haben können. Hierbei sind auch The- nisch gelingen, denn technologische Innovationen führen men wie der Wert von Ökosystemleistungen und Natur, nicht immer zu den Lösungen, für die sie gedacht waren. Ein der Zugang zu Ressourcen, Verteilungsgerechtigkeit und grundlegendes Verständnis für systemische Zusammen- Suffizienz wichtig. Damit verknüpft sind in vielen Län- hänge und den globalen Wandel ist deshalb Voraussetzung dern der Erde ganz grundsätzliche Fragen zum Verhältnis für Lösungsstrategien, in die technologische Innovationen von Menschenrechten, Demokratie und Naturschutz. Die- sinnvoll und erfolgreich eingebettet sind. Um diese gesell- se Themengebiete enthalten eine starke ethische Kompo- schaftlichen Transformationsprozesse und den sozio-tech- nente. Ethische Prinzipien können dazu beitragen, Ziel- nischen Wandel zu verstehen, bedarf es vermehrter sozial-, konflikte in der Bioökonomie zu erkennen und Lösungen politik- und wirtschaftswissenschaftlicher Forschung. aufzuzeigen. Im Kontext der globalen Herausforderungen (Ernährung sichern, Klimawandel bekämpfen, Biodiversi- tätsverlust stoppen, Naturräume schützen) stehen vor al- Wechselwirkungen und lem Land und Boden, biologische Vielfalt und Wasser im Zielkonflikte erforschen Fokus des weltweiten Wettlaufs um den Zugang zu natür- lichen Ressourcen. Je dynamischer der Ausbau der Bio- Mit der Bioökonomiestrategie übernimmt die Bundesre- ökonomie verläuft, umso dringender müssen diese Fragen gierung Verantwortung für eine nachhaltige Entwicklung. zum Gegenstand eigenständiger Forschung der Sozial-, Po- Bioökonomie muss zum Erreichen der übergreifenden po- litik- und Wirtschaftswissenschaften gemacht werden, um litischen Ziele des Klimaschutzes und der nachhaltigen zu nachhaltigen Lösungen zu gelangen. Entwicklung im Sinne der Agenda 2030 der Vereinten Na- tionen, zu denen sich die Bundesregierung verpflichtet hat, Die Ergebnisse der Forschung sollen wichtige Beiträge zur beitragen. Einzelne Ziele dürfen nicht auf Kosten anderer Abschätzung der Potenziale der Bioökonomie, zu ihrer prak- Ziele erreicht werden. Dies ist nur möglich, wenn wir un- tischen Ausgestaltung, zu ihren Folgewirkungen mit Blick ser Verständnis systemischer Zusammenhänge ständig er- auf verschiedene Aspekte der Nachhaltigkeit und damit weitern – von Stoffkreisläufen in einzelnen Anbausyste- auch hinsichtlich verfügbarer Handlungsoptionen liefern. 34 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Vergleichende Nachhaltigkeits- den Austausch mit internationalen Expertinnen und Ex- bilanzen und Zertifizierungssysteme perten auch jenseits der Forschung hat sich der Global Bio- economy Summit etabliert. Auf Initiative des 2012 bis 2019 Um zu optimalen Lösungen zu kommen, müssen verglei- amtierenden Bioökonomierates und gefördert von der chende Nachhaltigkeitsbilanzen auf Basis umfassender Bundesregierung hat sich dieses hochrangig besetzte Gip- Lebenszyklusanalysen erstellt werden, die zeigen, unter feltreffen zu einer Institution entwickelt, die wichtige Im- welchen Bedingungen biobasierte Produkte und entspre- pulse für die Weiterentwicklung und Koordinierung chende Verfahren anderen Lösungen überlegen sind. Das verschiedener Bioökonomie-Ansätze liefert. schließt sowohl konventionell-fossile Alternativen ein als auch solche, die auf dem Einsatz anderer erneuerbarer Rohstoffe beruhen. Entsprechende Forschungsvorhaben Zusammenarbeit in Europa liefern unverzichtbare Entscheidungsgrundlagen für die fortlaufende Weiterentwicklung der Bioökonomie. Die Bundesregierung wird die Kooperation im Bereich For- schung, Entwicklung und Innovation zur Bioökonomie im Die Entwicklung aussagekräftiger zusammenfassender In- europäischen Umfeld weiterführen und sich für ihre Stär- dikatoren kann außerdem als Grundlage für mögliche Zer- kung einsetzen. Der intensive Austausch mit EU-Staaten tifizierungssysteme dienen, die den Zusatznutzen und die in entsprechenden Arbeitsgruppen – darunter dem Stan- Nachhaltigkeit biobasierter Produkte verdeutlichen und ding Committee on Agricultural Research (SCAR) und der dadurch ihre Marktposition stärken. Auf dieser Basis kön- States Representative Group der Bio-Based Industries Joint nen auch politische Entscheidungen zur Steuerung der Undertaking (BBI JU) – ist ein zentraler Pfeiler dieses En- Biomasseproduktion getroffen werden. gagements. Insgesamt wird die Bundesregierung die Ent- wicklung der Bioökonomie auf EU-Ebene im konstrukti- ven Dialog mit den Partnern aktiv begleiten und sich für

3.2.6 Globale Forschungs- eine erfolgreiche Umsetzung der europäischen Bioökono- kooperationen miestrategie einsetzen. Der Wissensaustausch über Ländergrenzen hinweg setzt Zusammenarbeit mit Synergieeffekte frei, sowohl für die beteiligten Koopera- tionspartner als auch für die Bioökonomie als Ganzes. Die außereuropäischen Partnern Bundesregierung wird die Voraussetzungen weiter verbes- Über die Grenzen Europas hinaus wird auch die Zusam- sern, um international voneinander zu lernen und mitein- menarbeit mit außereuropäischen Kompetenzträgern wei- ander zu forschen. Das Ziel ist, Nachhaltigkeit und Bioöko- tergeführt und ausgebaut werden. Durch gezielte bilate- nomie global zu denken und umzusetzen. Hiervon kann rale Forschungskooperationen mit ausgewählten Ländern Deutschland als Wissenschafts-, Technologie- und Inno- werden Schwerpunkte gesetzt. Ebenso wird es internatio- vationsstandort profitieren. Eine Ausweitung und Versteti- nale Maßnahmen geben, die grundsätzlich offen sind für gung der internationalen Zusammenarbeit trägt der globa- Kooperationen deutscher Partner mit Partnern aus ande- len Verantwortung Deutschlands Rechnung. ren Nationen. Die Bundesregierung ist überzeugt, dass je- des Land und jede Region einen individuellen Beitrag zur Die Grundlagen für diese Kooperationen sind gelegt. Die globalen Bioökonomie leisten kann, durch eine eigene Mi- Bundesregierung hat den Aufbau von transnationalen For- schung aus Rohstoffen, Technologien, Wissen und Ideen. schungsnetzwerken in den letzten Jahren intensiv geför- Durch Kooperationen können der Aufbau einer biobasier- dert und mit ihren Maßnahmen dazu beigetragen, dass ten Wirtschaft unterstützt und die individuellen Ansätze deutsche Forschungseinrichtungen weltweit einen her- bestmöglich miteinander verzahnt werden. vorragenden Ruf genießen. Als einschlägige Plattform für FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 35 4 Handlungsfelder zur Verbesserung der Rahmenbedingungen für eine nachhaltige Bioökonomie 37 Die Bioökonomie berührt als Quer- schnittsthema alle Wirtschaftssektoren und kann daher nur durch die sinnvolle und kohärente Verknüpfung verschie- dener Politikbereiche adressiert werden. Im Folgenden werden die zentralen Handlungsfelder zur Verbesserung der politischen Rahmenbedingungen dargestellt. 38 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Handlungsfelder für eine nachhaltige Bioökonomie zur Verbesserung der politischen Rahmenbedingungen 1 Minderung des Flächendrucks 2 Nachhaltige Erzeugung und Bereitstellung biogener Rohstoffe 3 Aufbau und Weiterentwicklung bioökonomischer Wertschöpfungsketten und -netze 4 Markteinführung und Etablierung biobasierter Produkte, Verfahren und Dienstleistungen 5 Nutzung des Bioökonomie-Potenzials für die Entwicklung ländlicher Räume 6 Nutzung der Digitalisierung für die Bioökonomie Politische Kohärenz 7 Agrar-, Forst-, und Klima- und Industriepolitik Energiepolitik Fischereipolitik Umweltpolitik Die Bioökonomie berührt als Querschnittsthema alle Wirt- gang zu einer Bioökonomie unterstützen und zur schaftssektoren und kann daher nur durch die sinnvolle Entschärfung der Ziel- und Nutzungskonflikte beitragen. und kohärente Verknüpfung verschiedener Politikbereiche adressiert werden. Dazu gehören neben der bereits dargeleg- Die Politik gestaltet die Umsetzung der Bioökonomie durch ten Forschungspolitik (Kapitel 3) beispielsweise die Indus- ordnungsrechtliche Maßnahmen, Fördermaßnahmen, trie- und Energiepolitik, die Agrar-, Forst- und Fischerei- Kommunikation und Kooperationen. Die einzelnen Hand- politik sowie die Klima-, Umwelt- und Naturschutzpolitik. lungsfelder sind so angelegt, dass sie die nachhaltige Ent- Die Bioökonomiestrategie bringt verschiedene Politikfelder wicklung der Bioökonomie in Deutschland – definiert in zusammen und zeichnet einen Pfad für die Bioökonomie- den SDGs und in der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie Politik in Deutschland vor. Ziel dieser Politik ist die Ausge- – unterstützen und einen Beitrag entlang der Wertschöp- staltung förderlicher Rahmenbedingungen, die den Über- fungsketten in der Bioökonomie (von der Rohstofferzeu- HANDLUNGSFELDER ZUR VERBESSERUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 39 gung über die Biomassenutzung, den Verarbeitungs- und sollen die Chancen der Digitalisierung genutzt, Kooperatio- Vermarktungsprozess, den Handel und den Verbraucher bis nen auf internationaler Ebene verstärkt und die Ausbildung hin zur Nutzung von Rest- und Abfallstoffen) leisten. Dabei und Lehre weiter unterstützt werden.

4.1 Minderung des Flächendrucks Die mit Blick auf die globale Bevölkerungsentwicklung Einen weiteren Ansatz der Bundesregierung zur Minde- und die weltweit wachsende Nachfrage nach Lebensmit- rung des Flächendrucks stellt die Rekultivierung degra- teln tierischer Herkunft zu erwartende verstärkte Nut- dierter, ungenutzter oder nicht effizient genutzter Flächen zung biogener Ressourcen impliziert eine größere Flächen- dar. Beispiele hierfür sind die nachhaltige Bewirtschaftung inanspruchnahme für deren Produktion, die theoretisch von Bergbaufolgeflächen oder Grenzertragsstandorten in entweder über eine Ausdehnung von Produktionsflächen, der Landwirtschaft, wobei die hohe Bedeutung von Brach- eine Nutzungsintensivierung oder eine Kombination bei- flächen oder extensiv genutzten Flächen für Umweltleis- der Maßnahmen erreicht werden kann. Außerdem können tungen und Artenvielfalt zu beachten ist. Auch innerstäd- insbesondere eine effektive Verteilung erzeugter Lebens- tische Flächen können für eine landwirtschaftliche oder mittel oder eine verringerte Produktion tierischer Lebens- gärtnerische Erzeugung (Urban Farming) genutzt werden. mittel verbunden mit fleischärmerer Ernährung den Flä- Nachhaltige Bewirtschaftung kann mit positiven Effekten, chenbedarf mindern. Flächen werden aber auch für den wie Vermeidung von Erosion und der Erhöhung der Biodi- Erhalt natürlicher Lebensräume und der Biodiversität versität, einhergehen. sowie für andere Nutzungen benötigt. Zu letzterem zählen insbesondere der Siedlungs- und Infrastrukturausbau, der Einen weiteren Baustein der Minderung des Flächendrucks Abbau von abiotischen Rohstoffen (Kohle, Sand, Kies etc), stellt neben der Nutzung alter Industriestandorte für neue aber auch die Flächeninanspruchnahme durch industrielle Nutzungen in der Bioökonomie die nachhalti- Erneuerbare-Energien-Anlagen. Selbst innerhalb der ge Steigerung der Produktivität land- und forstwirtschaft- Biomasseproduktion entsteht eine Flächennutzungs- lich genutzter Flächen dar, die mit der Wahrung von Biodi- konkurrenz mit Blick auf die Nutzung oder Verwertung versität und Landschaftsbildern einhergehen muss. Durch der erzeugten Biomasse. Züchtung und Precision Farming kann eine ökonomisch wie ökologisch nachhaltige Steigerung der Flächenpro- Die zu erwartende weitere Zunahme der Flächennutzungs- duktivität erreicht werden. Dies wirkt der Steigerung des konkurrenzen, auch im Hinblick auf Flächenansprüche Flächenbedarfs entgegen. Darüber hinaus können Züch- zur Bereitstellung von Ökosystemleistungen (zum Beispiel tungen durch Bereitstellung eines vielfältigen Arten- und Lebens- und Nahrungsflächen für Insekten oder Nieder- Sortenspektrums sowie die Weiterentwicklung resilienter wild), stellt somit eine große Herausforderung dar. Sie kann und ökologischer Anbausysteme zur Diversifizierung im gleichzeitig Chancen für verbesserte und ressourcenscho- landwirtschaftlichen Pflanzenbau beitragen, was sich posi- nende Flächennutzungsformen eröffnen (zum Beispiel tiv auf die Agrarbiodiversität auswirken kann. Die Bundes- durch Paludikulturen). Zur Entschärfung der Flächennut- regierung wird ihre Aktivitäten im Bereich der Züchtung zungskonkurrenzen setzt die Bioökonomie-Politik auf eine standort- und klimaangepasster, im Hinblick auf die Nähr- Kombination verschiedener Ansätze. Hierzu gehören Maß- stoff- und Wassernutzung effizienter sowie gegenüber bio- nahmen, die der Steigerung der Ressourceneffizienz dienen, tischem und abiotischem Stress resistenter beziehungswei- indem sie beispielsweise durch die Implementierung von In- se toleranter Pflanzensorten sowie zur Weiterentwicklung frastrukturen und Prozessschritten für die Trennung und von ökologischen Anbausystemen weiterführen und Rückgewinnung von Sekundärstoffen oder durch die An- auch mit Blick auf die Anpassung an den Klimawandel wendung von Verfahren für die Koppel- und Kaskadennut- ausbauen. zung auf die allgemeine Reduzierung des Rohstoffeinsatzes abzielen. Darüber hinaus kann insbesondere der Einsatz Auch die Maßnahmen von Bund und Ländern zur Redu- biogener Ressourcen, die mit keinem oder nur geringem zierung der Flächeninanspruchnahme für Siedlungs- und Flächenbedarf verbunden sind (zum Beispiel Abfall- und Verkehrsflächen tragen dazu bei, den Druck auf die natür- Reststoffnutzung) maßgeblich zur Minderung des Flächen- liche Ressource Boden zu verringern. drucks führen. 40 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Ressourcen der Bioökonomie Pflanzen und Böden Tiere Mikroben Neben- und Wasser CO2 Reststoffe Nachhaltige Nutzung Chemie Textil Lebensmittel Maschinenbau Pharma Bau Landwirtschaft Energie Autoindustrie Konsum HANDLUNGSFELDER ZUR VERBESSERUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 41

4.2 Nachhaltige Erzeugung und Bereitstellung biogener Rohstoffe Von landwirtschaftlichen Flächen, aus Wäldern und Was- den, ohne die Produktivität der deutschen Landwirtschaft serökosystemen werden die für eine Bioökonomie wich- zu beeinträchtigen. Die Vorgaben für die Düngung werden tigsten biogenen Ressourcen bereitgestellt und durch bio- mit dieser Zielrichtung kontinuierlich an die Umwelter- gene Rest- und Abfallstoffe ergänzt. Zur Erhaltung dieser fordernisse und die entsprechenden europäischen Rechts- natürlichen Lebensgrundlagen muss die Ressourcennut- grundlagen angepasst. zung im Einklang mit den Zielen des Umwelt-, Klima- und Naturschutzes sowie mit den sozio-ökonomischen Nach- Die Forstwirtschaft ist ein weiteres Standbein der deut- haltigkeitszielen erfolgen. schen Bioökonomie. Sie stellt einen Großteil der in Deutschland verwendeten biogenen Rohstoffe bereit. Ein Dies erfordert weitere Anstrengungen, die sämtliche Fak- wichtiges Instrument zur Anpassung an den Klimawan- toren der Produktionssysteme unter standortspezifischen del und zur Sicherung der Rohstoffversorgung ist – neben Anforderungen und Nachhaltigkeitsaspekten berück- dem Waldumbau hin zu klimaangepassten Mischwäldern sichtigen. Hier ist beispielsweise die Erhaltung gesunder mit standortgerechten Baumarten – die Forstpflanzen- und fruchtbarer Böden zu nennen. Ferner soll die effizien- züchtung. Ziel der Bundesregierung ist es, eine an die zu- te Nutzung von Rest- und Abfallstoffen aus der Land- und künftigen Anforderungen angepasste, tragfähige Balan- Forstwirtschaft, aus industrieller Produktion und von ce zwischen den steigenden Ansprüchen an den Wald und privaten Haushalten weiter gesteigert werden. seiner nachhaltigen Leistungsfähigkeit zu entwickeln. Denn das Ziel einer nachhaltigen Nutzung des Waldes Ein wichtiges Instrument zur Ausgestaltung einer nach- erfordert wirtschaftliche Leistungsfähigkeit, ökologische haltigen Landwirtschaft ist die Gemeinsame Agrarpoli- Verantwortung und soziale Gerechtigkeit. tik der EU (GAP). Durch die Reform der GAP sollte eine wesentlich stärker auf Nachhaltigkeit ausgerichtete Land- Zur langfristigen Sicherung land- und forstwirtschaftli- wirtschaft in Europa angestrebt werden. cher Produktion in Deutschland hat das Bundesministe- rium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) in Zu- Die nachhaltige Bereitstellung biogener Rohstoffe soll aber sammenarbeit mit den Bundesländern eine Agenda zur auch national im Rahmen fachspezifischer Aktivitäten Anpassung von Land- und Forstwirtschaft sowie Fischerei weiter gestärkt werden, die über die EU-Förderungen und Aquakultur an den Klimawandel erarbeitet. Diese soll hinausgehen. Beispielsweise spielt der ökologische Land- in den kommenden Aktionsplan zur Deutschen Anpas- bau eine wichtige Rolle im Rahmen einer nachhaltigen sungsstrategie an den Klimawandel15 (DAS) integriert wer- Produktion von landwirtschaftlichen Erzeugnissen für die den. Ziel ist es, Land- und Forstwirtschaft sowie Fischerei Ernährung. So soll der Anteil der Ökolandbau-Fläche an und Aquakultur so auf die erwarteten Klimaänderun- der Agrarfläche in Deutschland bis zum Jahr 2030 auf 20 gen einzustellen, dass Risiken für Betriebe und Unterneh- Prozent gesteigert werden, auch um die steigende Nach- men gemindert werden, ohne dabei die Umwelt zu beein- frage nach Ökoprodukten umfassender zu bedienen und trächtigen.16 Die zukünftige Verfügbarkeit von biogenen um die Bandbreite der Erwerbsmöglichkeiten für land- Rohstoffen wird einerseits stark von den Veränderungen wirtschaftliche Betriebe zu erweitern. abhängen, die der Klimawandel in Bezug auf die Produk- tionsbedingungen (Niederschlagsmenge und -verteilung, Darüber hinaus soll die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft Durchschnittstemperaturen, Witterungsextreme etc) mit im Rahmen nationaler Aktionspläne oder Strategien kon- sich bringt, sie wird andererseits aber auch von der tinuierlich verbessert werden. So sollen beispielsweise die Anpassungsfähigkeit unserer Land- und Forstwirtschaft Risiken der Anwendung von Pflanzenschutzmitteln in der an die neuen Gegebenheiten bestimmt. Landwirtschaft reduziert und das Tierwohl gesteigert wer- 42 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

4.3 Aufbau und Weiterentwicklung bioökono- mischer Wertschöpfungsketten und -netze Die Entwicklung innovativer biobasierter Produkte, Ver- rische und technische Konzepte weiterentwickelt werden. fahren oder Dienstleistungen, die gegenüber fossilbasier- Damit sollen Produktion, Lagerung und Erstverarbeitung ten Lösungen über zusätzliche positive Eigenschaften nachwachsender Rohstoffe optimiert und somit eine effizi- verfügen, ist ein wesentlicher Treiber einer biobasierten entere Nutzung biogener Ressourcen erreicht werden. Dies Wirtschaft und soll daher weiterhin unterstützt werden. kann sowohl die Erfassung von Sekundär- und Reststoffen als auch die Aufbereitung von land- und forstwirtschaft- Oftmals kann die Entwicklung und Etablierung regiona- lich produzierten Rohstoffen zu qualitativ höherwertigen ler biogener Wertschöpfungsketten über die bessere Ver- und wirtschaftlich zu transportierenden Zwischenproduk- netzung etablierter Akteure einzelner Wertschöpfungs- ten unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten ketten erreicht werden. Diese Vernetzung soll daher auch betreffen. in Zukunft weiterhin unterstützt werden. In der Vergan- genheit ist dies beispielsweise im Rahmen der Förderung Die mit der Optimierung einhergehenden Verbesserungen von Bioökonomie-Clustern geschehen. Potenzial für inno- können oftmals durch die sinnvolle Verknüpfung einzel- vative Wertschöpfungsketten sieht die Bundesregierung ner Wertschöpfungsketten zu Wertschöpfungsnetzen wei- im verstärken Einsatz biogener Rohstoffe aus aquatischen ter verstärkt werden, sodass es zu positiven Synergieeffek- Systemen wie beispielsweise Algen, Cyanobakterien oder ten kommen kann. Unter Anwendung des Gedankens der Wasserpflanzen. Auch mit dem Ziel der Verbreiterung der Ressourceneffizienz und der Nachhaltigkeit sollte – Rohstoffbasis der Bioökonomie soll in Zukunft insbesondere wo möglich und sinnvoll – eine Kaskaden- und Koppel- der Einsatz aquatischer Ressourcen vorangetrieben werden. nutzung angestrebt werden. Zur Steigerung der Ressour- ceneffizienz sollen in Verbindung mit der Kaskadennut- Neben der Etablierung neuer Wertschöpfungsketten sol- zung verstärkt Anstrengungen unternommen werden, die len auch die bestehenden Wertschöpfungsketten der Bio- verwendeten biogenen Rohstoffe so lange wie wirtschaft- ökonomie optimiert werden, um den Rohstoffverbrauch lich und technisch möglich im Stoffkreislauf zu halten. zu verringern, Umwelt und Klima durch die Reduzie- Dabei soll zunächst die Verwendungsmöglichkeit mit der rung der Inanspruchnahme nicht-regenerativer Rohstof- höchsten Wertschöpfung weiterverfolgt werden. Beson- fe zu schonen und um die Wirtschaftlichkeit der gesamten deres Augenmerk liegt dabei auf der Erschließung neuer, Wertschöpfungskette zu verbessern. Die Bundesregierung wirtschaftlich attraktiver Nebenprodukte, die sich für setzt zu diesem Zweck in erster Linie auf die technologi- eine Koppelnutzung eignen. Dabei gilt es, die Prinzipien sche Weiterentwicklung bestehender sowie die Erprobung des Kreislaufwirtschaftsgesetzes zur Schonung der natür- innovativer Produktionsverfahren. Auf betrieblicher Ebe- lichen Ressourcen und die Sicherung der umweltverträgli- ne und in nachgelagerten Logistikketten sollen organisato- chen Bewirtschaftung von Abfällen zu berücksichtigen.

4.4 Markteinführung und Etablierung biobasierter Produkte, Verfahren und Dienstleistungen Gegenüber fossilbasierten Erzeugnissen verfügen bioba- forderung. Sie konkurrieren mit bereits am Markt etablier- sierte Alternativen häufig über Vorteile für Klima und Um- ten Produkten, die über gewachsene Vermarktungswege, welt, Ressourceneffizienz und Nachhaltigkeit. Dennoch ist Bekanntheit und Infrastruktur verfügen. Obwohl die Be- die Markteinführung und Etablierung innovativer Pro- reitschaft von Verbraucherinnen und Verbrauchern, bio- dukte und Verfahren der Bioökonomie eine große Heraus- basierte Produkte zu kaufen, zuweilen so groß ist, dass sie HANDLUNGSFELDER ZUR VERBESSERUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 43 44 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE bereit sind, höhere Marktpreise zu zahlen, reicht die initia- Wertschöpfung und Ressourceneffizienz als mit dem le Nachfrage nach biobasierten Produktalternativen häufig Klimaschutz eng verbundene Themen mit ein. nicht aus, um diese wirtschaftlich produzieren zu können. Weitere wichtige Bestandteile, die die Marktetablierung Durch die Einbeziehung von und den Dialog mit verschie- biobasierter Produkte unterstützen, sind Information und denen Akteuren einer biobasierten Wertschöpfungskette Sensibilisierung von Verbraucherinnen und Verbrauchern im Rahmen von bewährten Dialogprozessen wie Fachge- über die konkreten Vor- und Nachteile dieser Produkte. sprächen, Workshops, Plattformen und Tagungen können Produktkennzeichnungen und gegebenenfalls Zertifizie- Maßnahmen entwickelt und umgesetzt werden, um den rungen schaffen Transparenz und stärken das Vertrauen verstärkten Einsatz bestimmter biogener Rohstoffe zu för- in biobasierte Produkte. Auswahl und Bekanntmachung dern. Ein Beispiel dafür ist die „Charta für Holz 2.0“17 des von guten Beispielen nachhaltiger biobasierter Rohstoff- BMEL, die unter dem Motto „Klima schützen. Werte schaf- verwendungen mit Leuchtturmcharakter tragen dazu bei, fen. Ressourcen effizient nutzen“ mit einem ganzheitlichen die Öffentlichkeit für diese Themen zu sensibilisieren und Ansatz auf eine stärkere Verwendung von Holz aus nach- zusätzliche Anreize für den Einsatz nachwachsender Roh- haltiger Forstwirtschaft abzielt. Als Meilenstein im Klima- stoffe zu schaffen. Auch in Zukunft wird die Bundesregie- schutzplan 2050 schließt die Charta für Holz Aspekte der rung daher Wettbewerbe wie den „HolzbauPlus-Wettbe- werb“ ausloben, mit dem das BMEL die Aufmerksamkeit auf besonders nachhaltige Gebäude mit einer ganzheitli- chen Materialwahl lenkt und in dessen Rahmen Projek- te mit Holz im Zusammenspiel mit weiteren nachwachsen- den Rohstoffen in Konstruktion, Dämmung und Ausbau prämiert werden. Ein weiteres wichtiges Instrument zur Unterstützung der Marktetablierung biobasierter Produkte ist die öffentliche Beschaffung. Das Beschaffungsvolumen der öffentlichen Hand liegt nach Schätzungen bei mindestens 300 Milliar- den Euro im Jahr. Eine stärkere Ausrichtung der öffentli- chen Beschaffung auf biobasierte, nachhaltige Produkte kann die Etablierung solcher Produkte daher nachfragesei- tig unterstützen. Marktmacht und Vorbildfunktion der öffentlichen Hand dienen dabei als Marktöffner. Die mit Mitteln des BMEL und der Landwirtschaftlichen Ren- tenbank durchgeführte „Deutsche Innovationspartnerschaft“ (DIP) ist ebenfalls ein Beispiel dafür, wie Produktentwicklun- gen erfolgreich zur Marktreife geführt werden können.

4.5 Nutzung des Bioökonomie-Potenzials für die Entwicklung ländlicher Räume Der Großteil der Biomasse in Deutschland wird in ländli- Regionale Bioökonomie-Potenziale unterscheiden sich je chen Räumen erzeugt beziehungsweise bereitgestellt und nach vorhandener Infrastruktur, verfügbaren Rohstoffen als Nahrungs- oder Futtermittel oder auch stofflich und und den Kompetenzen der lokalen Akteure. Darüber hinaus energetisch verwendet. Ländliche Räume spielen daher finden die Weiterverarbeitung der biogenen Ressourcen und eine zentrale Rolle in der Bioökonomie. Der weitere Aus- die damit verbundene Wertschöpfung bisher oftmals nicht bau der Bioökonomie in Deutschland birgt große Potenzia- an dem Ort ihrer Erzeugung statt. Stattdessen wird Biomas- le hinsichtlich Wertschöpfung, Arbeitsplätzen und damit se teilweise über weite Strecken transportiert, um diese (oft zusammenhängend Lebensqualität im ländlichen Raum. zentral in großen Anlagen) zu verarbeiten, was unter ande- HANDLUNGSFELDER ZUR VERBESSERUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 45 Landwirtschaftliche Nutzfläche in Deutschland 2017 2 % Industriepflanzen 2 % Brache & Stilllegung 14 % Energiepflanzen Landwirtschaftliche Nutzfläche im Vergleich 22 % Nahrungsmittel zur Gesamtfläche 60 % Futtermittel 16,7 Mio. ha (47%) Quelle: FNR nach Statistischem Bundesamt, BMEL (2017) rem mit transportbedingten CO2 -Emissionen verbunden ist. die Grundlage für neue Geschäftsideen in der Bioökonomie Im Rahmen des Ausbaus der Bioökonomie soll unter Ein- darstellen, ist das Vorhandensein qualifizierter Mitarbeite- bindung lokaler Akteure und regionaler Verwaltungen die rinnen und Mitarbeiter sowie moderner Infrastruktur und Entwicklung regionaler Bioökonomie-Konzepte unter- Nahversorgungsangebote vor Ort. Die Bundesregierung stützt werden. Ein Fokus soll dabei insbesondere auf der lo- arbeitet gemeinsam mit Ländern und kommunalen Spitzen- kalen Weiterverarbeitung biogener Rohstoffe zu höherwer- verbänden in der Kommission „Gleichwertige Lebensver- tigen Verarbeitungsstufen liegen. Dies kann dazu beitragen, hältnisse“ an diesbezüglichen Fragen. Zur Identifikation von Beschäftigung und Wertschöpfung in ländlichen Räumen Regionen mit bisher ungenutztem Potenzial für die Entwick- zu schaffen und Transporte zu reduzieren. Auch die Unter- lung bioökonomischer Wertschöpfungsketten soll eine stützung regionaler, an örtliche Gegebenheiten angepasster Potenzialanalyse durchgeführt werden. Die Ergebnisse der Vermarktungsformen für biobasierte Produkte kann helfen, Studie sollen als Grundlage für die Identifikation regional- regionale Wertschöpfung zu generieren. Die Basis für inno- spezifischer Maßnahmen dienen und in die Entwicklung vative Produktions- und Dienstleistungsprozesse, die häufig regionaler Bioökonomiestrategien münden.

4.6 Nutzung der Digitalisierung für die Bioökonomie Aufgrund ihres hohen Innovationspotenzials eröffnet die schaftlichen Produktion zu großen Einsparungen an stärkere Implementierung der Digitalisierung entlang der Ressourcen wie Boden, Pflanzenschutzmitteln, Dünger gesamten Bioökonomie-Wertschöpfungskette die Mög- und Energie führen. Dies führt zu Kostensenkungen und lichkeit, Prozesse zu optimieren. Die Verbindung der Bio- Effizienzsteigerungen und macht die Landwirtschaft so- ökonomie mit der Digitalisierung schafft aber auch neu- mit konkurrenzfähiger und umweltfreundlicher. Großes en Raum für innovative Geschäftsmodelle. Dies gilt für alle Potenzial ergibt sich in diesem Zusammenhang durch den Bereiche der Produktion. Beispielsweise kann der Einsatz Einsatz von Sensortechnik, Big Data, schnellen Datenver- digitaler Innovationen im Bereich der land- und forstwirt- bindungen oder Robotik bei der Erzeugung und Verarbei- 46 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE HANDLUNGSFELDER ZUR VERBESSERUNG DER RAHMENBEDINGUNGEN FÜR EINE NACHHALTIGE BIOÖKONOMIE 47 tung biogener Rohstoffe und im Rahmen der Präzisions- fen, das Bewusstsein der Verbraucherinnen und Verbrau- landwirtschaft. cher für nachhaltig erzeugte Produkte zu schärfen und so Kaufentscheidungen zu beeinflussen. Es gilt zu eruieren, wie digitale Techniken beispielsweise in den grünen Berufen optimal zum Schutz der Umwelt, des Grundlage der stärkeren Umsetzung digitaler Lösungen ist Tierwohls, der Biodiversität und für eine nachhaltige Ent- die Klärung offener Fragen in den Bereichen Datenschnitt- wicklung sowie zur Verbesserung des Tierschutzes und zur stellen, Open Data, Standardsetzungen, Kompatibilität und Arbeitserleichterung eingesetzt werden können, und wel- Datenplattformen sowie das Schaffen von Rechtssicher- che Arten innovativer Geschäftsmodelle zukunftsfähig heit. Grundsätzlich ist dabei auch zu klären, inwiefern die sind. Dies soll beispielsweise im Rahmen von digitalen Digitalisierung durch den entstehenden Energiebedarf Experimentierfeldern auf landwirtschaftlichen Betrieben Effizienzgewinne schmälert oder sogar überkompensiert erarbeitet werden. Das hierzu vorgesehene koordinierende (Reboundeffekt) und wie diese Problematik gelöst werden Kompetenznetzwerk ist ein wichtiger erster Schritt. kann. Diese Fragen sollen insbesondere in ländlichen Räu- men in Pilotprojekten untersucht und gelöst werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass digital bereitgestellte Informationen über nachhaltige Produktionsweisen hel-

4.7 Politische Kohärenz Die Rahmenbedingungen für den Wandel hin zu einer Bio- Bauen, Energie, biologische Vielfalt, Abfallwirtschaft, ökonomie werden stark durch Fachpolitiken auf regiona- Ressourceneffizienz oder nachhaltige Finanzpolitik ein. Zu ler, nationaler sowie internationaler Ebene geprägt. Diese diesem Zweck wird die Abstimmung innerhalb der Bun- variieren teilweise erheblich, was die Vermarktung markt- desregierung auch künftig in der interministeriellen fähiger biobasierter Produkte oftmals behindert und gege- Arbeitsgruppe zur Bioökonomie (IMAG) weitergeführt. In benenfalls einen rohstoffspezifischen Wettbewerbsnachteil der IMAG sollen die verschiedenen Aktivitäten der Bun- generieren kann. Insbesondere im Falle innovativer bioba- desregierung zur Umsetzung der Bioökonomiestrategie sierter Produkte oder Verfahren, die bisherige Standardver- koordiniert werden. fahren ablösen könnten, werden eventuell vorkommende produktspezifische Vor- oder Nachteile in bestehenden Darüber hinaus soll ein Gremium die Bundesregierung Regelungen oftmals nicht berücksichtigt, da diese Vor- oder beraten, das über eine breite Expertise zu allen Dimensionen Nachteile bisher nicht relevant oder bekannt sind. der Bioökonomie verfügt und verschiedene Perspektiven vereint (siehe auch 5.1). So sollen Synergieeffekte identifiziert Neben regional unterschiedlichen rechtlichen Regelungen und genutzt werden, um die Kohärenz politischer Entschei- hinsichtlich Anbau und Verarbeitung biogener Rohstoffe dungen über verschiedene Verwaltungsebenen hinweg si- oder des Inverkehrbringens, des Verzehrs oder des Einsatzes cherzustellen. Ferner soll der Austausch der Akteure auf ver- biobasierter Produkte für verschiedene Verwendungsberei- schiedenen Verwaltungsebenen (EU, Bund, Länder) wie auch che variieren auch die Anforderungen an innovative bio- mit Stakeholdern und Experten einzelner Branchen der Bio- basierte Produkte hinsichtlich ihrer Zulassung oder ihrer ökonomie und mit Experten des Umwelt- und Naturschut- Nachhaltigkeit je nach Region oder Verwendungspfad. zes verstärkt werden. Im Rahmen dieses Austauschs soll bei- spielsweise auch analysiert werden, ob die Markteinführung Die Sicherstellung kohärenter politischer Rahmenbedin- innovativer biobasierter Lösungen durch regulatorische gungen für den Wandel zu einer stärker biobasierten Wirt- Einschränkungen gehemmt ist und ob gegebenenfalls Dis- schaft erfordert eine engere Verzahnung von Politik und kriminierungen biobasierter Produkte oder Verfahren Strategien insbesondere in den Bereichen, in denen bio- bestehen, die sich mit ordnungspolitischen und technischen basierte Materialien erzeugt oder verarbeitet werden. Dies Anpassungen beheben lassen. Weiterhin sollen die Biomas- schließt sowohl die Land-, Forst- und Fischereiwirtschafts- seströme und ihre Nutzungsarten bewertet und priorisiert politik als auch Regelungen in den Bereichen Umwelt, werden. 5 48 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Übergreifende Instrumente ÜBERGREIFENDE INSTRUMENTE 49 Neben den Maßnahmen zur Forschungs- förderung und zur Verbesserung der Rahmenbedingungen plant die Bun- desregierung weitere Aktivitäten zur Umsetzung der Bioökonomiestrategie. 50 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

5.1. Einrichtung eines beratenden Gremiums unter breiter gesellschaftlicher Beteiligung Als Weiterentwicklung des in zwei Perioden von 2009 bis 2012 re auch Konflikte thematisiert werden, die bei der Umsetzung und 2012 bis 2019 amtierenden Bioökonomierates soll ein der mit der Bioökonomie verknüpften Nachhaltigkeitsziele neues Gremium die Bundesregierung beraten, das über auftreten können. Eine weitere Aufgabe des Gremiums wird es eine breite Expertise zu allen Dimensionen der Bioökonomie sein, in einem partizipativen Prozess Vorschläge und Empfeh- verfügt. Das Beratungsgremium soll möglichst viele Perspek- lungen für einen Umsetzungsplan der Nationalen Bioökono- tiven auf die Bioökonomie abdecken und neben Fachleuten miestrategie zu entwerfen und diese während der Laufzeit der aus Wissenschaft und Industrie auch Vertreterinnen und Strategie kontinuierlich fortzuschreiben. Der Umsetzungsplan Vertreter thematisch relevanter zivilgesellschaftlicher Orga- soll Empfehlungen für konkrete politische Maßnahmen ent- nisationen umfassen. Zu seinen Aufgaben zählen die Erar- halten und dabei aktuelle Entwicklungen berücksichtigen. Die beitung von Empfehlungen und Stellungnahmen sowie die Bundesregierung wird sich mit den Stellungnahmen ausein- Förderung der öffentlichen Debatten zur Bioökonomie. Un- andersetzen und auf dieser Grundlage Schritte ergreifen, um ter breiter Beteiligung der Zivilgesellschaft sollen insbesonde- die Ziele der Bioökonomiestrategie zu erreichen. Länder mit politischen Aktivitäten in der Bioökonomie* GL IS FO N CA IE GB NL BE D FR US PT ES MX ML SN CR NG C0 BR *Es werden in der Karte alle Länder farbig aufgeführt, die die Bioökonomie in politischen Programme adressieren – sei es als dedizierte Bioökonomiestrategie oder als Teil einer PY übergeordneten Maßnahme. (alle Länderkürzel siehe Seite 64) UY AR Quelle: Bioökonomiestrategie ÜBERGREIFENDE INSTRUMENTE 51

5.2 Bund-Länder-Zusammenarbeit Die Bundesregierung begrüßt, dass auf Ebene der Bundes- sind verschiedene Cluster, Kompetenzzentren und Modell- länder eigenständige Bioökonomiestrategien entwickelt regionen, die zum Thema Bioökonomie aufgesetzt wurden. wurden, die auf die spezifischen Herausforderungen vor Ort Die Bundesregierung wird diese und weitere Maßnahmen eingehen und die Chancen der Bioökonomie ebenso für den im Rahmen einer Bund-Länder-Arbeitsgruppe abstimmen ländlichen wie den urbanen Raum nutzen. Wichtig ist, dass und koordinieren, um die weitere Entwicklung der Bioöko- alle Verwaltungsebenen in Austausch miteinander treten. nomie in Deutschland so effizient wie möglich zu gestalten. Die Nationale Bioökonomiestrategie profitiert von den An- strengungen der Länder, eigene Strategien zu entwerfen, Förderinitiativen aufzulegen, landesspezifische Profile der Bioökonomie zu entwickeln sowie Cluster und regionale Netzwerke aufzubauen. Beispiele für erfolgreiche Initiativen L IS SE SE RU RU FO FO FI FI NO NO LV LV DK LT DK LT IE GB NL IE GB NL BE DE BE DE AT AT FR FR ES IT PT ES IT JP JP CN KR CN KR IN IN ML ML TH TH SN NG NG LK LK MY MY UG UG KE KE ID ID TZ TZ MZ MZ MU MU NA NA AU AU ZA ZA NZ NZ 52 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

5.3 Europäische und internationale Zusammenarbeit Die Bioökonomie gewinnt weltweit an Bedeutung. Mehr gierung wird dazu beitragen, die Bioökonomie und die mit als 50 Staaten haben zum Zeitpunkt des Erscheinens der ihrer Implementierung verbundenen Nutzungskonflikte vorliegenden Strategie eigene Bioökonomiestrategien auf- im internationalen Kontext zu diskutieren, Akteure besser gelegt. Dabei ist ein breites Portfolio an Ansätzen und Kon- zu vernetzen, Erkenntnisse über Maßnahmen und Strategi- zepten entstanden, die regionale und nationale Besonder- en auszutauschen und das Ziel der Etablierung einer nach- heiten widerspiegeln. In der Bioökonomie ergeben sich haltigen Bioökonomie mit strategisch wichtigen Partnern Unterschiede schon durch die jeweiligen klimatischen und gemeinsam voranzubringen. Dafür werden bilaterale Kon- geografischen Bedingungen und die spezifische biologische takte und Kooperationen sowie das Engagement in multila- Vielfalt. Dazu kommen Schwerpunkte in der Forschungs- teralen Prozessen oder Gremien intensiviert werden. und Industrielandschaft. Dies bedeutet für einzelne Regi- onen neue Entwicklungsmöglichkeiten und Optionen zur Die Kooperation zur Bioökonomie im europäischen Um- Spezialisierung. Erst im Zusammenspiel zwischen diesen feld wird weitergeführt und gestärkt werden. Die Unter- Regionen ergibt sich die Effizienz des Gesamtsystems. stützung der Bioökonomie ist ein Ziel, das viele Mitglied- Internationale Zusammenarbeit ist daher für das Gelingen staaten der EU sowie die EU-Kommission im Rahmen einer nachhaltigen Bioökonomie unverzichtbar. Die ersten dezidierter Strategien verfolgen. Die Bundesregierung Schritte dazu wurden unternommen und die Bundesregie- wird sich aktiv für den Austausch zur Bioökonomie inner- rung hat den Aufbau dieser Zusammenarbeit in den ver- halb der EU-Mitgliedstaaten sowie mit der EU-Kommis- gangenen Jahren maßgeblich mit unterstützt. sion einsetzen und gemeinsame Aktivitäten unterstützen und steuern. Die Bundesregierung wird die Entwicklung Die internationale Zusammenarbeit – sowohl innerhalb der der Bioökonomie auf EU-Ebene im konstruktiven Dialog Europäischen Union als auch mit weiteren internationalen mit den Partnern aktiv begleiten. Zentraler Pfeiler dieses Partnern – wird im Rahmen der Umsetzung dieser Strate- Dialogs ist der Austausch mit EU-Staaten in entsprechen- gie weiter ausgebaut und intensiviert werden. Die Bundesre- den Arbeitsgruppen. Darüber hinaus soll der Erfahrungs- Bioökonomie ist das Thema des Wissenschaftsjahres 2020. Zum Auftakt hat das BMBF biobasierte Produkte auf der Grünen Woche gezeigt. ÜBERGREIFENDE INSTRUMENTE 53 austausch zwischen den Mitgliedstaaten durch die Ein- Bioökonomie, zur Lösung der damit verbundenen Zielkon- richtung einer informellen Gesprächsrunde zu nationalen flikte und zur Verdeutlichung der Möglichkeiten hinsicht- Maßnahmen der Bioökonomie-Politik initiiert werden. lich Klima-, Umwelt- und Ressourcenschutz wird sich die Bundesregierung dafür einsetzen, dass das Thema Bioöko- Durch internationale Kooperationen über Europa hinaus nomie künftig stärkere Beachtung in internationalen Pro- sollen individuelle Ansätze zur Etablierung der Bioökono- zessen findet. Beispiele hierfür sind die G20- und G7-For- mie bestmöglich miteinander verzahnt und ergänzt wer- mate sowie die jährliche Vertragsstaatenkonferenz der den. Zudem sollen bilaterale Beziehungen dazu genutzt UN-Klimarahmenkonvention (COP-Konferenzen). Im werden, das Ziel der Etablierung einer globalen Bioökono- internationalen Austausch wird auch thematisiert werden, mie auch in multilateralen Formaten voranzutreiben. wie die Rohstoffbasis der Bioökonomie nachhaltig produ- ziert und bereitgestellt werden kann. Auch die Zusammen- Zur besseren internationalen Harmonisierung von Maß- arbeit mit der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisa- nahmen und Strategien zur Förderung einer nachhaltigen tion der Vereinten Nationen (FAO) soll intensiviert werden.

5.4 Kommunikation und Dialog Die demographischen Entwicklungen und das weltweite hier einen wertvollen Beitrag, ebenso wie bürgerwissen- wirtschaftliche Wachstum führen zu einer erhöhten Nach- schaftliche Forschungsvorhaben. Erst eine gute Informati- frage nach begrenzt verfügbarem Land und Biomasse. Die onsbasis schafft die Voraussetzungen für eine informierte menschlichen Aktivitäten haben Auswirkungen auf Um- öffentliche Diskussion über die Bioökonomie. welt, Natur und Biodiversität und sollten in ihrer Unter- schiedlichkeit dargestellt werden. Die Weltbevölkerung Mit Blick hierauf hat das Bundesministerium für Wirt- braucht eine gesunde und sichere Ernährung, Energie und schaft und Energie Ende 2018 eine Dialogplattform Materialien, Arbeitsplätze, Wohnraum und Infrastruktur „Industrielle Bioökonomie“ mit Vertretern aus Industrie, für Mobilität. Die Verbraucherinnen und Verbraucher ha- Verbänden, Wissenschaft und Gesellschaft initiiert, bei der ben durch ihre Konsumentscheidungen Einfluss darauf, wie die Hindernisse und Probleme beim Umbau der Wirtschaft diese Bedürfnisse gedeckt, welche Lebensmittel konsumiert, in eine nachhaltige biobasierte Wirtschaft diskutiert und welche Energieformen in Haushalten verwendet und wel- gemeinsame Lösungsansätze entwickelt werden. che Produkte gekauft werden. Die Gesellschaft kann somit einen Beitrag zum Vorantreiben der Bioökonomie leisten. Der offene Dialog zwischen Öffentlichkeit, Wissenschaft und Politik über die Gestaltung der Bioökonomie muss Bisher bleibt die Bioökonomie als Gesamtkonzept in der weitergeführt und intensiviert werden. Wie bei allen tief- deutschen Öffentlichkeit allerdings weitgehend unbe- greifenden Wandlungsprozessen gilt es, Impulse und kannt. Einzelne Elemente, wie die Digitalisierung der Bedenken frühzeitig aufzugreifen und eine sachgerech- Landwirtschaft, moderne Züchtungsverfahren oder An- te öffentliche Debatte zu unterstützen. Zur Einbeziehung wendungsfelder der Synthetischen Biologie, stoßen auf zivilgesellschaftlicher Gruppen durch transparente Dia- Vorbehalte. Andere Elemente, wie die Produktion medizi- log- und Partizipationsprozesse nutzt die Bundesregierung nischer Wirkstoffe oder die Substitution gesundheits- oder verschiedene Formate. Wichtig ist der Austausch mit allen umweltschädlicher Chemikalien durch unbedenkliche interessierten gesellschaftlichen Gruppen – sowohl den biologische Stoffe, werden hingegen positiv aufgenommen. Pionieren und Befürwortern der Bioökonomie als auch mit denen, die verschiedenen Aspekten der Bioökonomie Es ist wichtig, die gesellschaftlichen Anforderungen und kritisch gegenüberstehen. Ziel des Dialogs ist es, Fehlent- Erwartungen an die Entwicklung der Bioökonomie zu be- wicklungen früh zu entdecken und rechtzeitig entgegenzu- rücksichtigen und wichtige Zukunftsthemen, aber auch steuern. mögliche Zielkonflikte und Risiken mit allen Beteilig- ten frühzeitig zu diskutieren und zu bewerten. Forschung muss offen und transparent sein. Die Ergebnisse staatlich geförderter Forschung sollen der Öffentlichkeit nach Mög- Das Infoportal zur Bioökonomie in Deutschland: lichkeit unentgeltlich zur Verfügung stehen. Bildungsein- bioökonomie.de richtungen, wie Museen oder botanische Gärten, leisten 54 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE

5.5 Qualifikation und Fachkräfte Die Bioökonomie erstreckt sich über alle wirtschaftli- reichs sind daher Schulungs-, Weiterbildungs- und Bera- chen Sektoren und zahlreiche wissenschaftliche Diszipli- tungsangebote zu nachhaltiger Produktion, neuen Techni- nen. Durch die Verknüpfung unterschiedlicher Felder und ken und digitalen Anwendungen von hoher Bedeutung. Wissensgebiete entstehen neue Möglichkeiten, aber auch neue Anforderungen an berufliche Qualifikationen. Benö- Die erfolgreiche Entwicklung und Implementierung der tigt werden Fachkräfte mit interdisziplinärer Expertise an Bioökonomie erfordert die Integration verschiedener For- den Schnittstellen von Nachhaltigkeit, Produktionsprozes- schungsdisziplinen. Dafür gibt es bereits eine ganze Reihe sen, Märkten und Konsum. Sie sind die Voraussetzung für gelungener Beispiele. Im Rahmen der Bioökonomiestrate- Innovation und Wachstum und leisten einen notwendigen gie sollen weitere Kooperationsmodelle entwickelt und Beitrag zur nachhaltigen Bioökonomie in Deutschland. implementiert werden, die die stärkere Vernetzung von Forschungseinrichtungen und Industrie fördern und so Mit der Forschungsförderung zur Bioökonomie hat die Bun- den Wissenstransfer in die Praxis und die Entwicklung desregierung den Wissensaufbau und die interdisziplinä- interdisziplinärer Berufsbilder unterstützen. re Vernetzung in der Wissenschaft vorangetrieben. In über

2.000 Forschungsprojekten, die im Rahmen der Nationalen Eine wichtige Rolle spielt die Initiative „Bildung für nachhal- Forschungsstrategie Bioökonomie gefördert wurden, konn- tige Entwicklung“ (BNE) der UNESCO. Diese sieht in „Hoch- ten viele junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler wertiger Bildung“ (SDG 4) eine Schlüsselfunktion für die wertvolle Qualifikationen erwerben. Neben der Projektför- Umsetzung aller übrigen 16 Nachhaltigkeitsziele. Denn durch derung sollten auch neue Aus- und Weiterbildungsangebo- Bildung für nachhaltige Entwicklung erwerben die Men- te sowie Studiengänge an Berufs- und Fachschulen, Fach- schen Gestaltungskompetenzen zur Förderung einer nach- hochschulen und Hochschulen einschließlich Universitäten haltigen Entwicklung unserer Gesellschaft. Um BNE struk- gezielt Inhalte der Bioökonomie anbieten. In gleicher Weise turell in allen Bildungsbereichen zu verankern, wurde daher sind konvergierende Technologien in einer neu ausge- 2017 der „Nationale Aktionsplan Bildung für nachhaltige richteten bioökonomischen Ausbildung zu berücksichtigen. Entwicklung“ von der Nationalen Plattform BNE verabschie- det18. Die Maßnahmen zur beruflichen Bildung für nachhal- Einen Schwerpunkt soll die Nutzung digitaler Technologi- tige Entwicklung berücksichtigen die Aspekte der Bioökono- en in der Züchtung und in der Land- und Forstwirtschaft mie sowohl in der Ausbildung als auch in der Weiterbildung einnehmen. Für Fach- und Führungskräfte des Agrarbe- des Bildungspersonals und des betrieblichen Managements.

5.6 Bioökonomie-Monitoring Die Leitlinien und Ziele dieser Strategie zeigen, dass Zu diesem Zweck hat die Bundesregierung 2016 ein umfas- Bioökonomie den übergreifenden Zielen der nachhaltigen sendes Bioökonomie-Monitoring initiiert. Das Monitoring Entwicklung und des Klimaschutzes ebenso verpflichtet ist nicht nur ein zentrales Instrument zur Begleitung und ist wie einer zukunftsfähigen Wertschöpfung in der Indus- Bewertung der Strategie, sondern soll die Entwicklung trie, einer Stärkung des ländlichen Raums und der Erhal- der Bioökonomie insgesamt abbilden und gesichertes tung der biologischen Vielfalt. Dafür ist es wichtig, den Wissen für praktische Zwecke bereitstellen. Die Arbeiten richtigen Weg einzuschlagen. Den Transformationsprozess der laufenden Pilotphase sollen weitergeführt werden, um hin zu einer nachhaltigen, biobasierten und an natürlichen die Entwicklungstendenzen der Bioökonomie auch über Kreisläufen orientierten Wirtschaftsweise zu beobachten, längere Zeiträume zu überblicken und Abhängigkeiten und zu messen und bewertbar zu machen, ist eine wichtige Wirkungen noch besser zu verstehen. Das Indikatoren- Voraussetzung, um nicht einzelne Ziele auf Kosten ande- system wird deshalb im Austausch mit Expertinnen und rer zu erreichen und Prioritäten richtig setzen zu können. Experten aus allen gesellschaftlichen Bereichen auf seine Hierfür sind verlässliche Daten, umfassende Bilanzen Relevanz überprüft und weiterentwickelt. und aussagekräftige Indikatoren erforderlich, die allen beteiligten Akteuren Orientierung bieten können. ÜBERGREIFENDE INSTRUMENTE 55 Ziele und Dimensionen der Bioökonomie Soziale Ökologische Nachhaltigkeit Nachhaltigkeit Aus- und Beitrag zum Fortbildung Klimaschutz Erhalt/ Arbeits- bedingungen Verbessung der Luftqualität Ernährungs- sicherung soziale Integration Erhalt der Bodenfrucht- barkeit und -funktion nachhaltiger Arbeitnehmer- Endkonsum rechte Entwicklung Vermeidung des ländlichen von Flächen- Raumes degradation Erhalt und Stärkung der nachhaltige Biodiversität Kooperations- Produkte orientierung Erhalt des Wasserhaus- Rechts- nachhaltige halts und sicherheit Infrastrukturen -qualität Beschäftigung Wertschöpfung Wettbewerbsfähigkeit Innovation Ökonomische Nachhaltigkeit Quelle: Projekt SYMOBIO, Egenolf; Bringezu 2019, eigene Darstellung19 56 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Schlussbetrachtung und Ausblick Mit der vorliegenden Bioökonomiestrategie stellt die Bun- schung und Innovation müssen sich in neuen Produktions- desregierung die Weichen für die Politik der kommenden prozessen und marktfähigen Produkten niederschlagen. Jahre. Diese muss in Richtung einer ökonomisch, ökologisch Neben Politik und Wissenschaft sind hierbei auch Unter- und sozial nachhaltigen Entwicklung führen. Die Bioökono- nehmen sowie Verbraucherinnen und Verbraucher als mie wird dabei eine wichtige Rolle spielen. Deutschland als wesentliche Akteure gefragt. Ohne deren Bereitschaft, wirtschafts- und finanzstarkes Land hat eine besondere Ver- neue biobasierte Produkte zu entwickeln und anzunehmen, antwortung, den anstehenden Transformationsprozess ent- kann die Transformation zur Bioökonomie nicht gelingen. schlossen anzugehen. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, eine Vorreiterrolle bei der Entwicklung der technologischen Die Bundesregierung wird ihre Fachkommunikation fort- und gesellschaftlichen Innovationen der nachhaltigen Welt setzen, um die Leistungen der Bioökonomie greifbarer zu von morgen einzunehmen. machen. Zusätzlich wird der Dialog zwischen Bürgerinnen und Bürgern, Wissenschaft, Wirtschaft und Politik über die Gestaltung der Bioökonomie – deren Chancen und In der Bioökonomie-Forschung wird die Bundesregierung Nutzen, aber auch mögliche Risiken und Probleme – darauf achten, dass Forschungs- und Entwicklungspro- offen weitergeführt und intensiviert. jekte technologieoffen und stärker interdisziplinär ausge- richtet werden. Nur so lassen sich die vielfältigen Wech- Darüber hinaus will die Bundesregierung länderübergrei- selwirkungen biologischer Systeme, bioökonomischer fende Kooperationen zu bioökonomierelevanten Themen Prozessketten sowie deren Wirkungen auf Umwelt, Natur weiter ausbauen. Denn die Ausgestaltung einer nachhalti- und Landschaft sowie Klima und Gesundheit besser ver- gen Bioökonomie kann insbesondere angesichts globaler stehen, um auf dieser Grundlage Handlungsempfehlungen Märkte und Handelsbeziehungen nur im internationalen abzuleiten. Dies schließt verschiedene Wissenschaftsdis- Kontext gelingen. ziplinen ebenso ein wie eine Reihe von Schlüsseltechnolo- gien aus den Bereichen der Biotechnologie, Nanotechno- Alle Maßnahmen, die die Bundesregierung in den kom- logie, Digitalisierung, Automatisierung, Sensorik, Robotik menden Jahren auf den unterschiedlichen Feldern der Bio- und der Künstlichen Intelligenz. Dabei sollen sowohl Vor- ökonomie – Forschung, Land-, Forst-, Fischereiwirtschaft haben der Grundlagenforschung und der experimentellen und Aquakultur, Umwelt, Klima, Industrie – ergreifen Entwicklung als auch anwendungsorientierte Forschungs- wird, werden auf ihre Wirksamkeit kontrolliert werden. und Entwicklungsvorhaben weiter gefördert werden. Aufgrund der dynamischen Entwicklungen in der Bioöko- nomie ist es notwendig, die Ausrichtung der Strategie stän- Eine aktive Unterstützung einer nachhaltigen Bioökono- dig zu überprüfen und gegebenenfalls weiterzuentwickeln. mie-Entwicklung erfordert dabei Maßnahmen, die über den Dies erfolgt insbesondere durch die Fortschreibung des Bereich von Forschung und Entwicklung hinausgehen. For- Umsetzungsplans. SCHLUSSBETRACHTUNG UND AUSBLICK 57 58 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Glossar abiotisch | die unbelebte Natur betreffend; Vorgänge, Stof- biobasiert | auf der Verwendung von Biomasse beruhend fe oder Umweltfaktoren, an denen Lebewesen nicht direkt und/oder unter Nutzung biotechnologischer Verfahren er- beteiligt sind, z. B. Wasser, Licht, Gestein oder Metalle zeugt oder verarbeitet Agrarökologie, agrarökologisch | Wissenschaftliches Teil- biogen, biogene Rohstoffe | Auf Biomasse beruhend. Bio- gebiet der Ökologie, das landwirtschaftliche Produktion gene Rohstoffe oder Ressourcen bezeichnen jede Art von als Teil von Ökosystemen (u. a. mit Blick auf Ökosystem- Biomasse, also sowohl eigens angebaute nachwachsen- leistungen, Bodenfruchtbarkeit, Biodiversität) begreift und de Rohstoffe als auch jede andere Art von Biomasse, ein- sich mit dem Verhältnis von Anbausystemen, Natur- und schließlich biotischer Rest- und Abfallstoffe. Ressourcenschutz befasst. Die Ernährungs- und Landwirt- schaftsorganisation der Vereinten Nationen (FAO) versteht biologisch | das Leben, Lebewesen, organische Produkte darunter auch ein praktisches Konzept zur Transformation und das Wissen darüber betreffend der Landwirtschaft in einkommensschwachen Ländern, das traditionelle kleinbäuerliche Anbauformen und lokales Biomasse | Im engeren Sinn die durch Photosynthese ge- Wissen mit Erkenntnissen und Methoden moderner Wis- bildete organische Substanz; im weiteren Sinn die Stoff- senschaft verbindet. Das Ziel ist, kleinbäuerlichen Betrie- menge aller pflanzlichen und tierischen Lebewesen und ben ein Einkommen auf Basis lokaler Kreisläufe zu sichern ihrer organischen Produkte. Auch Rest- und Abfallstof- und dabei weitgehend auf externen Input (synthetischer fe wie z. B. Bioabfälle aus Haushalten, der Tier- oder der Le- Dünger, Pestizide) zu verzichten. bens- und Futtermittelproduktion zählen dazu. Auch fos- sile Rohstoffe sind ursprünglich aus Biomasse entstanden; Agrarproduktion | Produktion von Biomasse für die Er- die Bioökonomie beruht jedoch ausschließlich auf der Nut- zeugung von Lebensmitteln oder für die stoffliche oder zung nicht fossiler Biomasse energetische Nutzung und industrielle Weiterverarbeitung zu anderen Produkten. Neben Zuchtpflanzen und -tieren Biopharmazeutika | mit Verfahren der Biotechnologie her- kommt Insekten, Algen und weiteren marinen Lebensfor- gestellte Wirkstoffe, z. B. Hormone, Nukleinsäuren oder men eine zunehmende Bedeutung in der modernen Agrar- Antikörper produktion zu. Biopolymere | Grundbausteine lebender Organismen, die Agrarsystem | Gesamtheit aller zur Agrarproduktion ge- aus mehreren Grundeinheiten aufgebaut sind. Beispiele hörenden Faktoren – biotische und abiotische Ressour- für Biopolymere sind Proteine, Nukleinsäuren (DNA und cen, Anbau- und Ernteverfahren, Einsatz von Technik und RNA oder Mehrfachzucker (Polysaccharide)). Der Begriff Energie, Umweltbedingungen, Beanspruchung von Öko- beschreibt zudem technische Polymere, die biobasiert her- systemleistungen usw. – unter Einbeziehung aller vor- und gestellt wurden und/oder biologisch abbaubar sind (bspw. nachgelagerten Wirtschaftsbereiche Biokunststoffe). artifizielle Produktionssysteme | Produktionssysteme, die Bioraffinerie | Raffinerie auf Basis von Biomasse. Eine Bio- biologische Prinzipien nachahmen, um gewünschte Pro- raffinerie zeichnet sich durch ein integratives, multifunktio- dukte herzustellen. Im Vergleich zu klassischen biotech- nelles Gesamtkonzept aus, das Biomasse als vielfältige Roh- nologischen Verfahren werden keine Mikroorganismen als stoffquelle für die nachhaltige Erzeugung eines Spektrums Produktionseinheiten verwendet oder allenfalls einzelne unterschiedlicher Zwischen- und Endprodukte (Chemikalien, Komponenten davon. Werkstoffe, Bioenergie inkl. Biokraftstoffe) unter möglichst vollständiger Verwendung aller Rohstoffkomponenten nutzt. Big Data | Große, wenig oder nicht strukturierte Daten- mengen, die zu komplex oder zu heterogen sind oder sich zu Biosphäre | Auch Biogeosphäre; bezeichnet den belebten schnell verändern, um sie mit herkömmlichen Methoden der Raum eines Planeten, oberhalb und unterhalb seiner Ober- Datenverarbeitung auswerten zu können. Big-Data-Techno- fläche, also in der Atmosphäre, im Boden und unter Was- logien bezeichnen Verfahren, um aus solchen Datenmengen ser. Die Erde ist bislang der einzige bekannte Planet mit ei- mit Hilfe von Algorithmen oder Künstlicher Intelligenz Infor- ner Biosphäre. Die Sphäre mit nachgewiesenem Leben mationen zu gewinnen. Große Mengen digitaler Daten fallen reicht im Fall der Erde von etwa 5 km unter bis etwa 60 km z. B. bei der Sequenzierung des Erbguts von Organismen an. über der Erdoberfläche. GLOSSAR 59 Biotechnologie | Interdisziplinäre und anwendungsorien- konvergierende Technologien | Der Begriff bezeichnet tierte Wissenschaft an der Schnittstelle von Biologie, Me- das Zusammenwachsen verschiedener Technologien bzw. dizin, Chemie und Ingenieurwissenschaften. Die Biotech- Technologie- und Wissensbereiche. Vielfach sind daran nologie nutzt Organismen, Zellen oder Biomoleküle in Querschnittstechnologien wie Nano-, Bio- und Informati- technischen Anwendungen, um Produkte für unterschied- onstechnologien und -wissenschaften sowie im Weiteren liche Branchen herzustellen oder neue Technologien zu die Kognitionswissenschaften beteiligt. Weiter gefasste, in entwickeln. der vorliegenden Strategie gemeinte Konzepte schließen eine deutlich größere Zahl an Wissenschaften und Techno- biotisch | von Lebewesen ausgehend logien ein. Epigenomik | Lehre von der Gesamtheit der epigeneti- Koppelnutzung | Nutzung eines oder mehrerer Neben- schen Modifikationen an der Erbsubstanz einer Zelle und produkte, um eine nachhaltige und möglichst effekti- deren systematische Analyse mit Hilfe modernster mole- ve Nutzung von Rohstoffen bei gleichzeitiger Steigerung kularbiologischer Techniken der Wertschöpfung zu erreichen. Beispiele für eine Kop- pelnutzung sind die weitere Nutzung des in der Biodiesel- Epigenom | Gesamtheit chemischer Veränderungen der produktion anfallenden Nebenproduktes Glycerin oder die DNA eines Organismus, durch welche die Aktivität von Ge- weitere Verwendung des in der Bioethanolproduktion an- nen in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen dyna- fallenden Nebenproduktes Bagasse. misch beeinflusst wird. Das Epigenom ist u. a. an der Ent- wicklung von Zellen und Geweben beteiligt. Epigenetische Kreislaufnutzung | Ressourcen und Güter werden über Änderungen beeinflussen nicht die DNA-Sequenz, können moderne Recyclingmethoden aufbereitet und wieder einer aber an Nachkommen vererbt werden. Verwertung zugeführt. Um einen möglichst hohen Wie- derverwendungsgrad zu erreichen, sollte eine Kreislauf- Genom-Editierung/Genome Editing | Sammelbegriff für nutzung idealerweise bereits im Produktdesign mitberück- molekularbiologische Werkzeuge (z. B. CRISPR/Cas), mit sichtigt werden. denen DNA im Genom von Organismen editiert, also ko- piert, verschoben oder entfernt werden kann Metabolic Engineering | Gezielte molekularbiologische Veränderung des Stoffwechsels von Organismen mit dem Genomik | Genomik analysiert den Chromosomensatz, Ziel, die Produktionsrate gewünschter Verbindungen zu also die Gesamtheit der DNA, einer Zelle bzw. eines Orga- steigern oder die Bildung unerwünschter Nebenprodukte nismus. zu verhindern. Innovation, inkrementelle und disruptive | Unter inkre- Metabolomik | Forschungszweig, der den gesamten Stoff- mentellen Innovationen versteht man den Prozess der stän- wechsel mitsamt den Zwischenprodukten in Zellen und digen Optimierung einer Technologie, beispielsweise die Organismen untersucht Steigerung der Leistung und die Senkung des Verbrauchs von Verbrennungsmotoren. Disruptive Innovationen erset- mikrobielle Produktion | Nutzung von Mikroorganismen zen eine Technologie durch eine andere, zum Teil mit Folgen für die biotechnologische Produktion für gesamte Sektoren oder Wertschöpfungsketten. Wann eine technische Erfindung zu einer disruptiven Innovati- Mikrobiom | Das Mikrobiom umfasst die Gesamtheit al- on wird, ist schwer vorherzusehen. Disruptive Innovationen ler Mikroorganismen der Erde. Mikrobiome werden häu- werden zuweilen auch als Sprunginnovationen bezeichnet. fig aber auch im Kontext einzelner Organe, Organismen oder Ökosysteme diskutiert. Im engeren Sinne sind damit Kaskadennutzung | Mehrfachnutzung von Biomasse über alle den Menschen oder andere Lebewesen besiedelnden mehrere Stufen, um Rohstoffe oder daraus hergestell- Mikroorganismen gemeint. te Produkte so lange wie möglich im Wirtschaftssystem zu nutzen. In der Regel umfasst eine Nutzungskaskade da- bei eine mehrfache stoffliche Nutzung mit abnehmen- der Wertschöpfung sowie eine abschließende energetische Nutzung oder eine Kompostierung des Rohstoffs. 60 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE modulare Bioverfahrenskonzepte | Konzepte zur Entwick- planetare Grenzen | Ökologische Grenzen, die sich dar- lung neuartiger Verfahren für biotechnologische Produkti- aus ergeben, dass die natürlichen Lebensräume und Res- onsprozesse. Die Konzepte sehen vor, Bioverfahren in ein- sourcen auf der Erde endlich sind und bestimmte Zeiträu- zelne Prozessschritte (Module) zu zerlegen, die, abhängig me benötigen, um sich zu regenerieren. Welche Grenzen es von der Zielsetzung und den Rahmenbedingungen, schnell gibt und wo diese genau verlaufen, ist noch Gegenstand in- und flexibel zu unterschiedlichen Produktionsrouten kom- tensiver Diskussionen. Dass die Menschheit mit ihrer Wirt- biniert werden können. schaftsweise die Belastungsgrenzen der Erde und damit auch die eigenen Lebensgrundlagen zunehmend gefährdet, Nachhaltigkeit | Nachhaltigkeit wurde mit dem 1987 für ist aber unumstritten. die Vereinten Nationen erstellten Brundtland-Bericht zu einem politischen Leitbegriff. Er beschreibt das Ziel, die Plattformorganismus | Mikroorganismus, der über mo- Bedürfnisse gegenwärtiger Generationen zu befriedigen, lekularbiologische Verfahren für die Verwendung in bio- ohne dabei künftigen Generationen die Chance zu neh- technologischen Prozessen optimiert wurde. Plattformor- men, ihre Bedürfnisse nach eigenen Vorstellungen zu be- ganismen zeichnen sich darüber hinaus dadurch aus, dass friedigen. Nachhaltigkeit umfasst drei Säulen: ökonomi- die entsprechenden industriellen Bioprozesse etabliert sind sche, ökologische und soziale Nachhaltigkeit. Insbesondere und die Organismen für die Herstellung verschiedener um die Vereinbarkeit von ökonomischer und ökologischer Produkte eingesetzt werden können. Nachhaltigkeit gibt es anhaltende Debatten. Produktionsorganismen | Oberbegriff für Organismen wie nachwachsende Rohstoffe | land- und forstwirtschaftliche Nutzpflanzen, Insekten, Algen, Pilze oder Mikroorganis- Rohstoffe, die für eine stoffliche oder energetische Nut- men, die zur Herstellung von Biomasse oder spezifischen zung eingesetzt werden Inhaltsstoffen genutzt werden. Ökologie, ökologisch | Teilbereich der Biologie, der sich Proteomik | Verschiedene Verfahren zur Analyse des voll- mit den Wechselbeziehungen zwischen den Lebewesen ständigen Proteoms einer Zelle, eines Gewebes oder ei- und ihrer Umwelt befasst. Im Alltagsgebrauch bezeichnet nes Organismus zu einem bestimmten Zeitpunkt. Im Ge- „ökologisch“ auch den Einsatz für einen schonenden Um- gensatz zur Genomik erfasst die Proteomik die tatsächlich gang des Menschen mit seiner natürlichen Umwelt. vorhandenen Mengen aller Proteine. Ökosystemleistungen | Alle materiellen und nicht-mate- Smart Farming | Smart Farming bezeichnet den Einsatz riellen Leistungen der Natur, von denen der Mensch profi- moderner Informations- und Kommunikationstechnolo- tiert. Zu den Ökosystemleistungen zählen z. B. die Biodiver- gien (IKT) in der Landwirtschaft, um eine präzisere und sität, Klimaregulation, gesunde Böden und sauberes Wasser. ressourceneffizientere und damit produktivere und nach- haltigere Agrarproduktion zu erreichen. Omics-Technologien | Omics-Technologien sind Hoch- durchsatz-Methoden, mit denen sich z. B. die Gesamtheit Smart- und Hightech | umfasst Technologien und Metho- der Gene (Genomik), der RNA (Transkriptomik), der Zwi- den, die dem neusten technischen und wissenschaftlichen schenprodukte des Stoffwechsels, der Metaboliten (Metabo- Stand entsprechen und als fortschrittlich und intelligent lomik), der Proteine (Proteomik) oder Lipide (Lipidomik) ei- gelten nes biologischen Systems erfassen lässt. Die hochaufgelösten molekularen Profile biologischer Systeme ermöglichen neue Suffizienz | Konzept einer Ökonomie, die das Nötige in Einblicke in den Ablauf molekularbiologischer Prozesse. ausreichendem Maß, unter möglichst geringem Ener- gie- und Rohstoffverbrauch zur Verfügung stellt. Damit organisch | zum belebten Teil der Natur gehörend ist Suffizienz ein Gegenentwurf zu wachstumsorientier- ten Wirtschaftsmodellen und eine Erweiterung des Zie- Pflanzen-Phänotypisierung | Die Phänotypisierung ist ein les, Rohstoffe möglichst effizient zu nutzen. Suffizienz ist Teilbereich der Pflanzenforschung, welche das Erschei- nicht durch technologische Fortschritte zu erreichen, son- nungsbild von Pflanzen quantitativ analysiert und ver- dern setzt eine grundsätzliche Veränderung von Konsum- misst. Dadurch soll es ermöglicht werden, Pflanzengenen mustern voraus. bestimmte Merkmalsausprägungen zuzuordnen. GLOSSAR 61 Synthetische Biologie | Der Begriff umfasst im engeren zellfreie Produktionsverfahren | Zellfreie Produktionsver- Sinne das Neu-Design und die Konstruktion von neuarti- fahren stellen eine Alternative zur Produktion von biolo- gen biologischen Bauteilen, Zellen, Organismen oder auch gischen Komponenten wie z. B. Enzymen dar, die durch le- von zellfreien biologischen bzw. biochemischen Systemen bende Zellen (z. B. Mikroorganismen) nicht oder nur sehr (z. B. synthetische Genome, Minimalzellen, Einsatz nicht schlecht hergestellt werden können. Beispiele sind zellfreie natürlicher Aminosäuren). Im weiteren Sinne werden auch Proteinbiosynthesen oder zellfreie biokatalytische Syste- molekularbiologische Ansätze zum Re-Design bekannter me. Organismen unter diesem Begriff verstanden. Indem ver- mehrt computergestützte Design- und Modellierungspro- Zielkonflikt | Zielkonflikte entstehen, wenn zwei oder zesse genutzt werden, gehen diese Ansätze dabei über die mehr legitime Ziele verfolgt werden, deren gleichzeitige klassischen gentechnischen Verfahren hinaus. Erfüllung sich ausschließt oder deren Verfolgung zu kon- trären Effekten führt. Zielkonflikte können in einigen Fäl- Systembiologie | Die Systembiologie zielt darauf ab, zu ei- len durch eine Hierarchisierung gelöst werden, die die kon- nem umfassenden Verständnis der dynamischen Interak- kurrierenden Ziele in eine Rangordnung bringt. So gilt für tionen zwischen den Komponenten eines biologischen Sys- die Bioökonomie das Primat der Ernährungssicherung vor tems zu gelangen. Ziel ist es, das Verhalten des Systems als der industriellen Nutzung agrarischer Erzeugnisse. Viel- Ganzes zu verstehen und vorhersagen zu können. Hierfür fach ist eine solche Hierarchisierung – beispielsweise zwi- werden mathematische Konzepte auf biologische Systeme schen agrarischer Ertragssteigerung und Schutz biologi- angewandt. scher Vielfalt – jedoch nicht einfach möglich, weil alle Ziele gleichermaßen legitim oder sogar unverzichtbar sind. Ein systemisch | Systeme in ihrer Gesamtheit und ihre Wech- typisches Beispiel ist die Diskussion um den Begriff Nach- selwirkungen untereinander betrachtend, von den grund- haltigkeit, der gleichermaßen ökologische, ökonomische legenden molekularen Prinzipien bis hin zum komplexen und gesellschaftliche Ziele umfasst. Die Forschungsförde- Zusammenspiel in Ökosystemen rung im Rahmen der Bioökonomie orientiert sich daran, Zielkonflikte genau zu analysieren und durch intelligen- Wertschöpfungskette | Eine Wertschöpfungskette umfasst te Strategien und innovative Produktionsweisen zu ent- alle Stufen (Institutionen, Personen, Anlagen) des Trans- schärfen. formationsprozesses, den ein Gut vom Rohstoff bis zum Endprodukt durchläuft. Zukunftstechnologien | neuartige Technologien, die ein hohes Innovationspotenzial aufweisen, sich aber zumeist Wertschöpfungsnetz | Verknüpfung von Wertschöpfungs- noch auf der Ebene der Grundlagen- oder angewandten ketten, an deren Knotenpunkten Institutionen, Personen Forschung befinden bzw. Produktionsverfahren über wechselseitige Stoff- und Informationsflüsse in Verbindung miteinander stehen. In der Bioökonomie tragen insbesondere Ansätze aus der Koppel- und Kaskadennutzung dazu bei, dass innovative Bereiche der Bioökonomie mit etablierten zu Wertschöp- fungsnetzen zusammenwachsen. 62 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Endnoten 1 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukle- (2010): Nationale Forschungsstrategie BioÖkonomie are Sicherheit (BMU) (2019): Klimaschutzprogramm 2030 2030. Unser Weg zu einer bio-basierten Wirtschaft. der Bundesregierung zur Umsetzung des Klimaschutz- Berlin. Online verfügbar unter http://www.bmbf.de/ plans 2050. Online verfügbar unter https://www.bmu.de/ pub/Nationale_Forschungsstrategie_Biooekonomie_ fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Klimaschutz/ 2030.pdf. klimaschutzprogramm_2030_umsetzung_klimaschutz- plan.pdf. 2 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) (2014): Nationale Politikstrategie Bioökonomie. 8 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Nachwachsende Ressourcen und biotechnologische Ver- Reaktorsicherheit (BMUB) (2016): Deutsches Ressour- fahren als Basis für Ernährung, Industrie und Energie. ceneffizienzprogramm II. Programm zur nachhaltigen Beschluss des Bundeskabinetts vom 17.7.2013. Berlin. Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen. Online verfügbar unter http://www.bmel.de/Shared- Online verfügbar unter: https://www.bmu.de/filead- Docs/Downloads/Broschueren/BioOekonomiestrategie. min/Daten_BMU/Pools/Broschueren/progress_ii_ pdf?__blob=publicationFile. broschuere_bf.pdf. 3 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft 9 Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) (BMEL) (2016): Fortschrittsbericht zur Nationalen Po- (2016): Forschung für Nachhaltige Entwicklung. Online litikstrategie Bioökonomie. Berlin. Online verfügbar verfügbar unter: http://www.fona.de/mediathek/pdf/ unter https://www.bmel.de/SharedDocs/Downloads/ bmbf_fona3_2016_deutsch_barrierefrei.pdf. Broschueren/fortschrittsbericht-biooekonomie.pdf?__ blob=publicationFile. 10 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) (2007): Nationale Strategie zur 4 Fraunhofer ISI (2017): Evaluation der Nationalen For- biologischen Vielfalt. Kabinettsbeschluss vom 7. Novem- schungsstrategie BioÖkonomie 2030. Abschlussbericht. ber 2007. Berlin. Online verfügbar unter https://www. Fraunhofer Institut für System- und Innovationsfor- bmu.de/fileadmin/Daten_BMU/Pools/Broschueren/nati- schung ISI. Karlsruhe. Online verfügbar unter http:// onale_strategie_biologische_vielfalt_2015_bf.pdf. publica.fraunhofer.de/documents/N-445498.html. 11 Bundesregierung (2018): Forschung und Innovation 5 Bioökonomierat (BÖR) (2018): Thesen zur Gestaltung für die Menschen. Die Hightech-Strategie 2025. Hrsg. v. der Bioökonomiepolitik 2018. Online verfügbar unter Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF). http://biooekonomierat.de/fileadmin/Publikationen/ Berlin. Online verfügbar unter https://www.hightech- empfehlungen/BO___Thesenpapier_final.pdf. strategie.de/files/HTS2025.pdf. Weitere Stellungnahmen finden sich unter: https://biooekonomierat.de/publikationen. 12 Generalversammlung der Vereinten Nationen (2015): Transformation unserer Welt: die Agenda 2030 für nach- 6 Bundesregierung (2018): Deutsche Nachhaltigkeitsstrate- haltige Entwicklung. Online verfügbar unter www. gie. Aktualisierung 2018. Online verfügbar unter: https:// un.org/Depts/german/gv-70/band1/ar70001.pdf. www.bundesregierung.de/resource/blob/975274/154645 0/65089964ed4a2ab07ca8a4919e09e0af/2018-11-07-aktu- 13 European Commission (2018): A sustainable Bioeconomy alisierung-dns-2018-data.pdf. for Europe: strengthening the connection between eco- nomy, society and the environment. Updated Bioecono- 7 Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nuk- my Strategy. Online verfügbar unter: https://ec.europa. leare Sicherheit (BMU) (2016): Klimaschutzplan 2050. Kli- eu/research/bioeconomy/pdf/ec_bioeconomy_strate- ma-schutzpolitische Grundsätze und Ziele der Bundesre- gy_2018.pdf. gierung. Online verfügbar unter: https://www.bmu.de/ fileadmin/Daten_BMU/Download_PDF/Klimaschutz/ klimaschutzplan_2050_bf.pdf; ENDNOTEN 63 14 Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 19 Egenolf, Vincent; Bringezu, Stefan (2019): Conceptuali- (2019): Climate Change and Land. An IPCC special re- zation of an Indicator System for Assessing the Sustaina- port on climate change, desertification, land degradation, bility of the Bioeconomy. In: Sustainability 11 (2). DOI: sustainable land management, food security, and green- 10.3390/su11020443. house gas fluxes in terrestrial ecosystems (SRCCL). Online verfügbar unter https://www.ipcc.ch/srccl-report-down- load-page/. Intergovernmental Platform on Biodiversity and Eco- system Services (IPBES) (2019): Report of the Plena- ry of the Inter-governmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services on the work of its seventh session. Paris. Online verfügbar unter: htt- ps://www.ipbes.net/system/tdf/ipbes_7_10_add.1_en_1. pdf?file=1&type=node&id=35329. 15 Bundesregierung (2008): Deutsche Anpassungsstrate- gie an den Klimawandel. Vom Bundeskabinett am 17. De- zember 2008 beschlossen. Langfassung. Berlin. Online verfügbar unter https://www.bmu.de/fileadmin/bmu- import/files/pdfs/allgemein/application/pdf/das_ge- samt_bf.pdf. 16 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) (2019): Agenda: Anpassung von Land- und Forst- wirtschaft sowie Fischerei und Aquakultur an den Kli- mawandel. Berlin. Online verfügbar unter https://www. bmel.de/SharedDocs/Downloads/Landwirtschaft/ AMK-12-04-19-Agenda-Anpassung-Klimawandel.pdf?__ blob=publicationFile. 17 Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (2017): Klima schützen. Werte schaffen. Ressourcen effizi- ent nutzen – Charta für Holz 2.0. Hrsg. v. Bundesministe- rium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Berlin. Online verfügbar unter https://www.bmel.de/Shared- Docs/Downloads/Broschueren/ChartaHolz.pdf?__ blob=publicationFile 18 Nationale Plattform Bildung für nachhaltige Entwick- lung (Hrsg.) (2017): Nationaler Aktionsplan Bildung für nachhaltige Entwicklung (BNE). Der deutsche Beitrag zum UNESCO-Weltaktionsprogramm. Bundesministeri- um für Bildung und Forschung (BMBF). Berlin (UNESCO- Weltaktionsprogramm Bildung für nachhaltige Entwick- lung). Online verfügbar unter https://www.bmbf.de/files/ Nationaler_Aktionsplan_Bildung_f%c3%bcr_nachhalti- ge_Entwicklung.pdf. 64 NATIONALE BIOÖKONOMIESTRATEGIE Länderkürzel AR Argentinien AT Österreich AU Australien BE Belgien BR Brasilien CA Kanada CN China CO Kolumbien CR Costa Rica DE Deutschland DK Dänemark ES Spanien FI Finnland FO Färöer Inseln FR Frankreich GB Großbritannien GL Grönland ID Indonesien IE Irland IN Indien IS Island IT Italien JP Japan KE Kenia KR Südkorea LK Sri Lanka LT Litauen LV Lettland ML Mali MU Mauritius MX Mexiko MY Malaysia MZ Mosambik NA Namibia NL Niederlande NO Norwegen NZ Neuseeland PT Portugal PY Paraguay RU Russland SE Schweden SN Senegal TH Thailand TZ Tansania UG Uganda US Vereinigte Staaten UY Uruguay ZA Südafrika Die Länderkürzel werden in der Weltkarte auf den Seiten 50–51 verwendet. Impressum Herausgeber Diese Publikation wird als Fachinformation des Bundesministe- Bundesministerium riums für Bildung und Forschung und des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) für Ernährung und Landwirtschaft kostenlos herausgegeben. Sie Referat Nachhaltiges Wirtschaften; Bioökonomie ist nicht zum Verkauf bestimmt und darf nicht zur Wahlwerbung 11055 Berlin politischer Parteien oder Gruppen eingesetzt werden. Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) Referat Bioökonomie, Stoffliche Biomassenutzung 10117 Berlin Stand März 2020 Text BMBF und BMEL Redaktionelle Unterstützung PT Jülich Gestaltung Biocom AG, Berlin Druck Zarbock GmbH & Co. KG Bildnachweise Titelbild und alle Illustrationen: Florian Sänger; S. 2: BMBF/ Laurence Chaperon (Anja Karliczek), BPA_Steffen Kugler (Julia Klöckner); S. 7: Science RF/stock.adobe.com; S. 15: FZ Jülich; S. 24: Budimir Jevtic/stock.adobe.com; S. 28: Fraunhofer Gesellschaft; S. 31: Nestor/stock.adobe.com; S. 35: Cavan Images/ stock.adobe.com; S. 43: Enrique del Barrio/stock.adobe.com; S. 44: Ungvar/Freepik.com; S. 46: Budimir Jevtic/stock.adobe. com; S. 50/51: pop_jop/istockphoto.com (Karte); S. 52: BMBF/ Wissenschaftsjahr 2020; S. 57: sushytska/stock.adobe.com bundesregierung.de | bmbf.de | bmel.de