Bislang basiert unsere Produktion fast vollständig auf der Nutzung neu geförderter Rohstoffe oder Materialien und nicht auf der Wiederverwendung bestehender Ressourcen. Dies stellt eine enorme Belastung für Umwelt und Gesellschaft dar. Zusätzlich bleiben Abhängigkeiten in Lieferketten bestehen, die durch lokale Stoffkreisläufe reduziert werden könnten.

Eine Kreislaufwirtschaft, in der neue Produkte auf Basis bereits bestehender Rohstoffe und Materialien hergestellt werden, ermöglicht dagegen eine nachhaltigere und resilientere Produktion.

Dafür müssen biotechnologische Verfahren zur Marktreife entwickelt und unmittelbar mit modernen Produktionsverfahren integriert werden. Wissenschaftliche Fortschritte der letzten Jahre haben neue Erkenntnisse und Methoden hervorgebracht, die die Leistungsfähigkeit biotechnologischer Verfahren erheblich steigern und neue Anwendungsmöglichkeiten erschließen können. Und das ist dringend nötig: Obwohl in verschiedenen Entwicklungsansätzen alternative Wege zur Herstellung verschiedenster Produkte aus der konventionellen petro-chemischen oder chemischen Industrie demonstriert wurden, gelangen Durchbrüche bislang nur in Nischenanwendungen. Ziel muss jedoch sein, einen Großteil der Produktion auf die Verwendung lokal verfügbarer Rohstoffe umzustellen.

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Die Herausforderung: Einen End-to-End-Prototypen zu entwickeln, der als kontinuierliches Bioproduktionsverfahren verschiedene kohlenstoffhaltige Abfallströme zu neuen Produkten verarbeitet.

Der Prototyp muss demonstrieren, wie kohlenstoffhaltige Abfallströme aufgearbeitet und den Mikroben als Nahrung zugeführt werden können. Das gesamte Bioproduktionsverfahren soll nicht E. Coli oder Saccharomyces cerevisiae verwenden und im Zuge der Challenge eine kontinuierliche Produktion über einen Zeitraum von mindestens 180 Tagen unter Beweis stellen. Am Ende des Prozesses sollen mindestens drei unterschiedliche Produkte mit einem modernen Fertigungsverfahren, zum Beispiel über additive Fertigung, produziert werden.

Die Challenge läuft über einen Zeitraum von drei Jahren. Eine Jury aus weltweit anerkannten Expert:innen unterstützt die SPRIND bei der Bewertung der Bewerbungen und wählt bis zu acht Teams aus, die zur Teilnahme zugelassen werden. Während der Laufzeit der Challenge entwickeln die Teams ihre Bioproduktionstechnologie weiter, um das Ziel der Challenge zu erreichen.

Teams, die an dieser Challenge teilnehmen, sind voll und ganz gefordert. Die SPRIND unterstützt deshalb intensiv und individuell. Dazu gehört die Finanzierung der Teams mit bis zu 1,5 Millionen Euro in Stufe 1 der Challenge. Um das volle Potential zu entfalten, stellt die SPRIND zudem eine:n Coach:in zur Seite, der:die die Arbeit eines jeden Teams begleitet, sie berät und vernetzt. Nach einem Jahr und nach zwei Jahren kommt die Jury jeweils wieder zusammen, um den Zwischenstand zu bewerten und darüber zu entscheiden, welche Herangehensweisen das größte Sprunginnovationspotential haben und welche Teams sich bis zum Schluss in der Challenge beweisen können.

Circular Biomanufacturing

Im Oktober 2024 hat die Expertenjury im Auftrag der SPRIND die Teilnehmer für die zweite und der Challenge „Circular Biomanufacturing“ ausgewählt. Für die nächsten 12 Monate erhalten die sechs Teams jeweils bis zu 2 Millionen Euro für die Weiterentwicklung ihrer Technologie. Die Teams werden außerdem durch SPRIND begleitet, beraten und mit weiteren Expert:innen und Coaches vernetzt. Nach dem Jahr wird die Jury den Entwicklungsfortschritt bewerten und darüber entscheiden, welche Teams in die dritte Stufe der Challenge kommen.

Teams

AmphiStar (SURFACycle)

AmphiStar (SURFACycle)

C3 Biotechnologies (Acrylics)

C3 Biotechnologies (Acrylics)

EveryCarbon

EveryCarbon

Insempra

Insempra

MATERI 8

MATERI 8

Quantum Leap

Quantum Leap

Science-Youtuber Jacob Beautemps stellt bei Breaking Lab die Challenge-Teams vor

Breaking Lab "Circular Biomanufacturing"
Jury Circular Biomanufacturing
Patrick P. Rose, Petra Oyston, Clem Fortman, Deepti Tanjore, Julia Schüler, Rob Carlson, Ryan Ritterson. Nicht auf dem Bild: Michal Harari, Pae Wu

Die Challenge ist im Hinblick auf die eingesetzten Abfallströme nicht restriktiv. Neben festen organischen Abfallströmen ist beispielsweise auch die Verwertung von Gasströmen möglich. Im Fokus stehen jedoch Abfallströme, die bisher nicht oder nur schwer zu verwerten sind. Der fertige Prototyp soll flexibel unter Verwendung verschiedener Abfallströme/Feedstocks betreibbar sein.

Die Challenge ist im Hinblick auf die eingesetzten biotechnologischen Verfahren in folgenden Punkten restriktiv: 1. Das Verfahren muss eine kontinuierliche Produktion von Syntheseprodukt ermöglichen. 2. Die Verwendung von E. Coli und Saccharomyces cerevisiae Stämmen ist ausgeschlossen. Es können mikrobielle oder zellfreie Prozesse eingesetzt werden.

Die Challenge ist im Hinblick auf die eingesetzten Fertigungsverfahren nicht restriktiv. Allerdings muss eine Individualisierung der Endprodukte in Form einer Variantenfertigung möglich sein.

Die Challenge ist im Hinblick auf die eingesetzten Endprodukte nicht restriktiv. Die Auswahl der Endprodukte sollte die mögliche Bandbreite und ggf. den Plattformcharakter der eingesetzten Technologien verdeutlichen. Die Produkte aus dem biologischen Verfahrensprozess müssen in einem fortschrittlichen/additiven Fertigungsverfahren weiterverarbeitet werden.

Das Projekt muss bis zum Challenge Start ein TRL 3 aufweisen. Wir verweisen auf die Biomanufacturing Readiness Levels zur Orientierung: https://academic.oup.com/jimb/article/49/5/kuac022/6712705. Grundlagenforschung wird nicht finanziert.

Alle Challenge Teams sind im Verlauf der Challenge in einem engen Austausch mit der SPRIND und dem Coaching Team. Dadurch wird ein zielgerichteter Innovationsprozess sichergestellt, in dem aufkommende Herausforderungen frühzeitig identifiziert und adressiert werden können. Teams müssen in Stufenberichten zeigen, dass die minimalen Erfordernisse der Ausschreibung erreicht wurden. Darüber hinaus sind keine detaillierten Aufstellungen zu den Verwendungen der Finanzierung erforderlich.

Die Zielwerte für Stufe 1 repräsentieren das Minimum, das erreicht werden muss, um für Stufe 2 in Betracht gezogen zu werden.

Alle Ausgaben, die der Erreichung des Challenge Ziels dienen, können mit SPRIND-Mitteln finanziert werden. Dies können beispielsweise Personalkosten, Geräte und Materialien oder Miete sein.

Bewerbungen durch Projektkonsortien sind zulässig. Der federführende Konsortialpartner muss als alleiniger Vertragspartner der SPRIND identifizierbar sein und den Hauptsitz in der Europäischen Union, in der Europäischen Freihandelszone (EFTA), dem Vereinigten Königreich oder Israel haben.

Die Rechte am geistigen Eigentum, die während der Challenge durch die Teams geschaffen wird, verbleiben bei den Teams. Die SPRIND erhält ein unentgeltliches und nicht-exklusives Nutzungsrecht an den gefundenen Ergebnissen. Die Teams verpflichten sich, Lizenzen gegenüber Dritten zu marktüblichen Bedingungen einzuräumen. Details können der Teilnahmevereinbarung entnommen werden, die zusammen mit der Aufforderung zur Projekteinreichung veröffentlicht wird.

Die SPRIND ist entschlossen, Innovator:innen darin zu unterstützen Sprunginnovationen umzusetzen. Falls die SPRIND während der Challenge Sprunginnovationspotential in den Teams identifiziert, kann deren Arbeit auch nach Abschluss der Challenge weiter unterstützt werden.

Ein Expertenteam der SPRIND trifft eine Vorauswahl aus den eingegangenen Bewerbungen. Die finale Entscheidung zur Zulassung zur Challenge wird auf Grundlage der Bewerbung und des Pitches vor einer Jury aus Wissenschaftler:innen, Branchenexpert:innen und Investor:innen getroffen. Der Pitch soll im Rahmen der Auswahltagung Ende Oktober 2023 in Leipzig stattfinden.

Die Bewerbungsfrist endet am 17. September 2023 um Mitternacht MEZ.

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Dann können Sie uns gern unter challenge@sprind.org kontaktieren.

Jano Costard, Challenge Officer
Jano Costard, Challenge Officer
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