Beim Projekt SmartBioH2-BW soll eine Bioraffinerie in die bestehende Industrieumgebung der Evonik Operations GmbH in Rheinfelden integriert werden, um Biowasserstoff und biobasierte Wertstoffe im industriellen Maßstab zu produzieren – unter Nutzung von dort anfallenden industriellen Abwasser- und Reststoffströmen.

Wasserstoff (H2) gilt als Schlüsselelement der Energiewende. Es ist nicht nur als Energieträger einsetzbar, zum Beispiel als Kraftstoff für Flugzeuge und Schiffe, zur Befeuerung von Brennöfen oder für die Erzeugung von Strom und Wärme in Brennstoffzellen, sondern auch als Rohstoff für die Chemieindustrie. Deutschland setzt im Rahmen seiner nationalen Wasserstoffstrategie vor allem auf grünen Wasserstoff, der mittels Elektrolyse aus Wasser und erneuerbarer Energie gewonnen wird. Doch auch mit biotechnologischen Verfahren lässt sich Wasserstoff ohne den Einsatz fossiler Energieträger herstellen. Verfahren mit photosynthetisch wachsenden, Wasserstoff produzierenden Purpurbakterien oder Mikroalgen werden seit langer Zeit untersucht. Im größeren Maßstab umgesetzt wurden die Verfahren zur Herstellung von Biowasserstoff bisher nicht.

Mit dem Prozess der Photosynthese, bekannt vor allem von den Pflanzen, nutzen Organismen Lichtenergie, um Wasser und Kohlenstoffdioxid aus der Luft in Zucker, also eine energiereiche chemische Kohlenstoffverbindung, umzuwandeln. Purpurbakterien und Mikroalgen setzen dabei Wasserstoff frei. Forschungsarbeiten zur biotechnologischen Erzeugung von Wasserstoff konzentrieren sich darauf, den Stoffwechsel der Mikroben oder die Kulturbedingungen für die Mikroalgen so zu verändern bzw. anzupassen, dass die Organismen möglichst viel Wasserstoff produzieren und eine wirtschaftliche Herstellung möglich wird. Eine Herausforderung dabei ist zudem die Limitierung der Lichtversorgung der Purpurbakterien in Anlagen, die über den Labormaßstab hinausgehen.

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