Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

Bioeconomy Science Center
Forschung und Kooperation für nachhaltige BioÖkonomie

Prof. Jürgen-Friedrich Hake | FZ Jülich | Systemforschung und Technologische Entwicklung (IEK-STE)

Forschungsthemen und Profil (mit Bezug zur Bioökonomie)

Der Schwerpunkt der Arbeiten liegt auf der Bewertung von technischen Systemen, insbesondere im Energiebereich. Ausgehend vom Leitbild nachhaltiger Entwicklung werden Indikatoren, die für eine Bewertung und Steuerung von technischen Systemen nach gesellschaftlichen und politischen Zielvorstellungen relevant sind, untersucht und weiterentwickelt. Instrumente, mit denen diese Gestaltungsprozesse realisiert werden sollen, werden hinsichtlich ihrer Eignung geprüft. Alternative Pfade werden modelliert und mit computerbasierten Methoden untersucht. Konkret untersucht werden nationale Energieversorgungssysteme beispielsweise im Zusammenhang mit der „Energiewende“ in Deutschland, Infrastrukturen zur Versorgung mit Strom, Gas und Wasserstoff sowie Prozessketten zur CO2-Abscheidung und -nutzung, zu Batterien oder zu den vielfältigen neuen Techniken von Power2X. Zuletzt wurde die natur-, ingenieurs- und wirtschaftswissenschaftliche Kompetenz des Instituts durch sozial- und politikwissenschaftliche Ansätze ergänzt. Diese disziplinäre Ausweitung wird durch das neue Forschungsfeld Nexus von Energie, Wasser, Ernährung ergänzt. Mit diesem Vorgehen wird eine isolierte Betrachtung von Energiesystemen aufgehoben und eine erweiterte Orientierung im Sinne der Sustainable Development Goals und einer Green Economy vorgenommen. Hiermit entsteht ein starker Bezug zum Bioeconomy Science Center. Dieser ist zusätzlich durch die wissenschaftliche Einbindung in das neugegründete FocusLab Bio² gegeben.

Die eingesetzten Methoden stammen aus den Ingenieurs-, Natur- und Wirtschaftswissenschaften sowie den Sozial- und Politikwissenschaften. Dieser Ansatz reflektiert den interdisziplinären Anspruch der Systemanalyse. Die Arbeiten sind in hohem Maße relevant für gesellschaftliche Gestaltungsprozesse und erfolgen in enger Kooperation mit politischen Institutionen wie z.B. der UNEP zu SDG, der IEA zu Zukunftstechnologien im Energiesektor sowie mit Entscheidungsträgern in Ministerien, Parlamenten und Unternehmen.

Beiträge zum BioSC

Das FocusLab Bio² beschäftigt sich mit der Entwicklung eines Herstellungsprozesses für Biotenside, in dem ausschließlich Biomasse (bspw. Rübenschnitzel oder Melasse) genutzt wird. Auf Basis nicht human-pathogener Organismen wie dem Bakterium Pseudomonas Putida und dem Pilz Ustilago Maydis sollen hierbei sog. Rhamnolipide und Mannosylerythritol-Lipide für den späteren Einsatz in Bereichen wie der Medizin oder Kosmetik produziert werden. Die am FocusLab beteiligten Partner bringen dabei ihre jeweilige biotechnologische und wirtschaftliche Expertise ein. Das IEK-STE setzt seine systemanalytische Kompetenz zur Evaluierung ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte in Form eines Life Cycle Sustainability Assessment (LCSA) ein. Zunächst wird in einem Life Cycle Assessment (LCA) die ökologische Einordnung der Hauptprozesse (Fermentation, Reinigungs- und Konzentrationsschritten) sowie vor- und nachgelagerte Prozessketten wie der Biomasseanbau und Abfallverwertungs- und Recyclingprozesse vorgenommen. Ökonomische Gesichtspunkte werden durch ein Life Cycle Costing (LCC) in den Fokus gerückt, während in einem social Life Cycle Assessment (s-LCA) die sozialen Auswirkungen der Prozesskette adressiert werden sollen. In seiner Gesamtheit trägt das LCSA somit zu einer umfänglichen Bewertung der hochwertigen Biotensid-Produkte unter Nachhaltigkeitsaspekten bei.

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