Wie aus Tomaten Treibstoff wird
Marlene Kienberger forscht in Graz daran, aus den Überresten der Tomaten-Produktion nachhaltigen Flugzeugtreibstoff zu erzeugen.

Am Anfang stand ein guter Plan: „Tomaten aus Glashäusern brauchen sehr oft keinen Humus mehr. Deshalb wollten wir uns anschauen, ob wir aus den Tomatenpflanzen, die ja dann nicht benötigt werden, Pflanzendünger machen können“, erzählt Marlene Kienberger vom Institut für Chemische Verfahrenstechnik und Umwelttechnik an der TU Graz. Bloß: „Das hat einfach überhaupt nicht geklappt.“
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Nun sind aber Tomaten nach Erdäpfeln das weltweit meistkonsumierte Gemüse, weshalb bei deren Produktion sehr viel Biomasse anfällt. Ein riesiges, brachliegendes Potenzial. Also musste ein neuer Plan her, um das Grünzeug zu verwerten. Die neue Idee klingt sowieso viel spektakulärer: Marlene Kienberger arbeitet nun daran, aus Überresten der Tomatenproduktion und -prozessierung nachhaltigen Treibstoff für Flugzeuge zu machen. Denn als der Versuch scheiterte, Dünger aus den Rückständen der Tomatenproduktion zu extrahieren, dachte sie sich: „Vielleicht kann man das Grünzeug ja fermentieren.“ Und: „Das ging gar nicht so schlecht.“
Die Tomaten dürfen wir weiter essen
Aus den Abfällen der Tomaten konnten mittels Fermentation Lipide gewonnen werden, also Fettstoffe. Und die können in einem nächsten Schritt zu Sustainable Aviation Fuel (SAF) – nachhaltigem Flugzeugtreibstoff – verarbeitet werden. Das ist natürlich alles nicht ganz einfach zu bewerkstelligen. Elf Projektpartner aus sieben europäischen Ländern koordiniert Kienberger als Leiterin des EU-Projekts „ToFuel“, das den Prozess „Tomate zu Treibstoff“ erforschen und optimieren soll. Ganz am Beginn der Kette steht „Mutti“, der größte Tomatenverarbeiter des Kontinents, der Überreste aus seiner Tomatenproduktion und -prozessierung zur Verfügung stellt. Auf keinen Fall soll etwas verarbeitet werden, das auch als Lebensmittel dienen könnte. „Wir würden niemals schöne rote Tomaten verwenden.“

Am Ende des Prozesses könnte irgendwann eine Bioraffinerie stehen, in der dieser nachhaltige Treibstoff tatsächlich erzeugt wird. „Das ist der Traum“, sagt Kienberger – der Weg dorthin ist steinig. Flugzeuge, die mit Tomatenüberresten betrieben werden, das hört sich spektakulär an. Ist es aber auch, aber mit Einschränkungen, erklärt sie: „Bioraffinerien sind eher ein Nischenthema.“ Warum? „Weil die Transformation des Energiesystems die größere Herausforderung ist.“
Also: Das große Ziel ist es, das Energiesystem zu elektrifizieren. Alternativen für fossile Treibstoffe spielen deshalb eine eher untergeordnete Rolle. Das ist auch der Grund, warum aus den Tomatenresten Treibstoff für Flugzeuge, und nicht für Fahrzeuge gemacht wird: „Autos, Züge und zunehmend auch Lkw werden elektrisch, aber an ein Flugzeug mit Batterie glaube ich nicht“, sagt Kienberger. Es ist einer jener Bereiche, in dem die Elektrifizierung an ihre Grenzen stößt.
Kleinvieh macht auch Mist
Aber wie funktioniert der Prozess genau? „Die Biomasse muss zunächst einmal so aufbereitet werden, dass ein mikrobieller Aufschluss passieren kann“, erklärt sie. Extrusion nennt sich der Prozess, der die Biomasse für die Fermentation vorbereitet. Bei der Fermentation können die Lipide gewonnen werden, die danach in einem mehrstufigen Prozess zu Treibstoff umgewandelt werden. Jeder dieser Schritte wird von einem anderen Projektpartner übernommen, der die dafür benötigten Technologien und Geräte hat – die Aufbereitung der Biomasse passiert in Portugal, die Fermentation in Kroatien, die Umwandlung in Treibstoffe in Leoben und so weiter. Hier in Graz wird das Wassermanagement – „eine Bioraffinerie verbraucht generell sehr viel Wasser“ – und die Lipidaufbereitung übernommen.

Am Ende könnte aber das alles in einer Bioraffinerie passieren, die Tomatenüberreste angeliefert bekommt und Treibstoff ausspuckt. „Ganz trivial ist das aber auch nicht“, sagt Kienberger. Die meisten Tomaten werden zwischen Juli und Oktober geerntet – was macht die Raffinerie in der restlichen Zeit? „Wir schauen uns da natürlich auch andere Reststoffe an, Schilfgras etwa.“ Denn dass sich das Projekt auf Tomaten konzentriert, liegt nicht daran, dass die Pflanze irgendwelche besonderen Eigenschaften hätte, sondern an ihrer Masse: Rund 17 Millionen Tonnen Tomaten werden in der EU jedes Jahr geerntet. Immerhin drei Prozent der bis 2030 in Europa benötigten Sustainable Aviation Fuels könnten aus Tomatenüberresten produziert werden. „Kleinvieh macht auch Mist“, sagt Kienberger.
Nose-to-Tail für eine Pflanze
Dazu kommt noch eine weitere Herausforderung: Die Raffinerie muss nachhaltig und CO2-neutral sein, sonst wäre sie den ganzen Aufwand nicht wert. „Im Idealfall sind es sogar negative Emissionen.“ Deshalb kann sich der Prozess nicht nur darauf beschränken, Treibstoff aus Tomatenüberresten zu produzieren. Bei der Fermentation etwa wird CO2 freigesetzt. Dieses freigesetzte CO2 wird Wasser beigesetzt, in dem lipidbildende Algen leben, die es aufnehmen „und die dann gleich wie die Lipide aus der Fermentation zu Treibstoff weiterverarbeitet werden.“

Die Schalen und -kerne, die dem Projekt von Mutti geliefert werden, können zu Tomatenöl gepresst werden und „einzelne Stoffströme werden vielleicht auch als Tierfutter qualifiziert.“ Denn „nachhaltig kann so eine Raffinerie nur werden, wenn mehrere Produkte rauskommen.“ So sollen alle Bestandteile der Tomate am Ende verwertet werden – Nose-to-Tail, nur eben für eine Pflanze.
Ob der Traum der Tomaten-Bioraffinerie tatsächlich irgendwann aufgeht, weiß Kienberger noch nicht. Zufrieden wäre sie aber auch mit kleineren Erfolgen: „Wenn es am Ende des Projekts Leitfäden für Prozesse wie beispielsweise ein smartes Wassermanagement gibt, die auch von anderen verwendet werden.“ Damit Flugzeuge dann vielleicht auch irgendwann mit Paprika-, Erdapfel-, und Zucchiniresten fliegen können.
Über diese Serie
Unter dem Titel „Forschungsreisen“ präsentieren wir spannende Forschungsprojekte aus ganz Österreich. Der Pragmaticus war bereits zu Gast bei Peter Turchin vom Complexity Hub, der die USA vor einem Bürgerkrieg sieht, hat mit Johannes Fritz den Waldrappen Fliegen gelehrt und sich von Katharina Unger erklären lassen, warum Insekten das Protein der Zukunft sind. Alle Forschungsreisen können Sie hier nachlesen.


