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Abfälle als Rohstoffe nutzen und damit fossile Ausgangsstoffe ersetzen: Dafür suchen das Bundesumweltministerium und die Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND) neue technologische Ansätze. Im Mittelpunkt der Challenge „Engineering Microbial Consortia“ stehen Mikroorganismen, die komplexe Abfall- und Reststoffe biologisch verarbeiten können.

Bis zu zehn Teams werden für die erste Phase ausgewählt. Über drei Stufen können sie jeweils insgesamt bis zu 4,3 Millionen Euro erhalten. Das Bundesumweltministerium stellt für die Challenge bis 2029 insgesamt 30 Millionen Euro bereit.

Wenn verschiedene Mikroorganismen zusammenarbeiten

Mikroorganismen werden in der industriellen Biotechnologie schon lange eingesetzt, um bestimmte Stoffe herzustellen. Häufig arbeiten solche Verfahren mit einem einzelnen, gezielt ausgewählten Mikroorganismus und möglichst gleichbleibenden Ausgangsstoffen.

Die neue Challenge verfolgt einen anderen Ansatz: Verschiedene Mikroorganismen sollen als Gemeinschaft zusammenarbeiten und sich einzelne Schritte eines Produktionsprozesses teilen. Solche sogenannten mikrobiellen Konsortien könnten auch komplexe und unterschiedlich zusammengesetzte Ausgangsmaterialien verarbeiten.

Als mögliche Beispiele nennt das Bundesumweltministerium Abfälle aus Altreifen, Textilien und Baustoffen. Ziel ist es, daraus unter anderem Chemikalien und Materialien herzustellen und so neue Rohstoffquellen für eine Kreislaufwirtschaft zu erschließen.

Künstliche Intelligenz soll die Prozesse steuerbar machen

Das Zusammenspiel verschiedener Mikroorganismen bringt allerdings eine Herausforderung mit sich: Je komplexer die Gemeinschaft ist, desto schwieriger lässt sich vorhersagen und kontrollieren, wie sie sich unter veränderten Bedingungen verhält.

Hier soll künstliche Intelligenz helfen. KI-Modelle sollen Messdaten auswerten, das Verhalten der Mikroorganismen vorhersagen und unerwünschte Entwicklungen frühzeitig erkennen. Ziel sind stabile Prozesse, die auch mit schwankender Zusammensetzung der eingesetzten Rest- und Abfallstoffe funktionieren.

Langfristig sollen solche Verfahren dazu beitragen, Chemikalien und Materialien stärker aus Abfallströmen und anderen nicht fossilen Rohstoffen herzustellen.

Bis zu 4,3 Millionen Euro pro Team

Die Challenge läuft über 38 Monate und drei Stufen. In der ersten Phase können ausgewählte Teams bis zu 1,2 Millionen Euro erhalten. Für die zweite Stufe sind bis zu 1,3 Millionen Euro und für die dritte bis zu 1,8 Millionen Euro pro Team vorgesehen.

Neben der Finanzierung bietet SPRIND unter anderem Coaching, Unterstützung bei Daten und Qualitätskontrolle sowie Kontakte zu Kooperationspartnern. Auch der Austausch mit Investorinnen und Investoren sowie potenziellen industriellen Abnehmern ist vorgesehen. Ziel ist es, geeignete Technologien nicht nur im Labor zu entwickeln, sondern in Richtung industrieller Anwendung und Markteinführung zu bringen.

Die Bewerbungsfrist für die Challenge „Engineering Microbial Consortia“ läuft bis zum 16. November 2026 um 11 Uhr.

Weitere Informationen und Bewerbung: SPRIND Challenge „Engineering Microbial Consortia“