Industrielle Biotechnologie: Vision und Wirklichkeit

München, 22. Dezember 2025

Biotechnologie gilt seit Jahren als Schlüssel zu einer nachhaltigeren und innovativeren Industrie. Sie verspricht den Einsatz nachwachsender Rohstoffe, umweltverträgliche Chemieproduktion und Produkte. Doch wie weit ist die industrielle Biotechnologie tatsächlich? Am 16. Dezember 2025 bot „acatech am Dienstag“ Einblicke in den aktuellen Stand. Gemeinsam mit Fachleuten beleuchteten wir Fortschritte sowie die technischen und wirtschaftlichen Hürden für den Schritt vom Laborexperiment zur Massenproduktion.

Nach der Begrüßung durch acatech Vizepräsident Stefan Oschmann führte Andrea Robitzki, Sprecherin des acatech-Themennetzwerks „Biotechnologie und Bioökonomie“ und Forscherin am Karlsruher Institut für Technologie (KIT), in das Thema ein.

Sie erklärte, dass die Biotechnologie in verschiedene, oft nach Farben benannte Bereiche gegliedert wird. Diese Farbkodierung erleichtert den Überblick über die vielfältigen Anwendungen, auch wenn die Grenzen zwischen den Bereichen oft verschwimmen. Die weiße Biotechnologie etwa steht für industrielle Anwendungen und nachhaltige Materialien. Sie nutzt biotechnologische Methoden, um Produktionsprozesse zu verbessern, beispielsweise durch Biokatalysatoren. So entstehen umweltfreundliche Chemieprodukte, Biokraftstoffe, Waschmittel, Lebensmittelzusätze und Pharmazeutika. Damit spielt die industrielle Biotechnologie eine Schlüsselrolle bei der grünen Transformation der Wirtschaft hin zur Bioökonomie.

Ist Biotechnologie revolutionär?

Diese Frage lässt sich derzeit nicht klar mit „Ja“ beantworten, erklärte Eva Wilke, Vice President White Biotechnology Research bei BASF SE, in ihrem Impulsvortrag. Die traditionelle Chemie-Produktion ist auf riesige Stahltanks und industrielle Großanlagen angewiesen, um rentabel arbeiten zu können. An dieser Stelle bietet die Biotechnologie eine Alternative: Statt auf extreme Hitze und hohen Druck zu setzen, nutzt sie Mikroorganismen oder Enzyme als winzige, hocheffiziente Biofabriken. Diese biologischen Prozesse laufen oft bei moderaten Temperaturen ab – ähnlich wie natürliche Vorgänge in der Natur. Zudem muss hier nicht zwangsläufig die Anlage wachsen, um rentabel zu sein; oft entscheidet die biologische Leistung der Zellen über den Erfolg, nicht die bloße Größe des Tanks. In der Chemie sinken die Kosten pro Kilo meist nur, wenn der Reaktor riesig ist. In der Biotechnologie kann man oft durch Parallelisierung (viele kleine, identische Einheiten) oder durch die Optimierung des Organismus selbst (der „Bauplan“ der Zelle wird effizienter) wirtschaftlich werden.

Derzeit lassen sich vier zentrale Anwendungsfelder unterscheiden, in denen Biotechnologie im Vergleich zur konventionellen Chemie-Produktion einen Mehrwert bietet: „biotech only“, bei dem ein Produkt ausschließlich biotechnologisch herstellbar ist; „higher price“, wenn biotechnologische Produkte durch besondere Eigenschaften höhere Marktpreise erzielen; „more sustainable“, wenn sie ökologisch vorteilhafter sind; und „more economical“, wenn sie langfristig kostengünstiger produziert werden können. Diese Beispiele zeigen, dass Biotechnologie wirtschaftlich bedeutend ist, auch wenn sie klassische chemische Verfahren nicht vollständig ersetzt.

Bis jetzt ist die Biotechnologie keine Revolution, eher eine Evolution, sagte Eva Wilke. Trotzdem tut sich gegenwärtig viel in diesem Feld: Die technische Entwicklung schreitet rasant voran, und es gibt zahlreiche Durchbrüche in Enzymdesign, Fermentation und synthetischer Biologie. Diese Dynamik zeigt, dass die Biotechnologie das Potenzial hat, sich von einer evolutionären Ergänzung zu einer wirklich revolutionären Technologie zu wandeln – auch wenn dieser Wendepunkt noch nicht ganz erreicht ist.

Neue Geschäftsmodelle und offene Innovationsmodelle

Wacker habe in den vergangenen Jahren einen grundlegenden Wandel durchlaufen, sagte Oliver Minge, Leiter der Innovationsabteilung im Geschäftsbereich Biosolutions der Wacker Chemie AG. Der Konzern positioniere sich heute deutlich offener gegenüber Kooperationen, der Einbindung externer Forschung sowie der gezielten Abdeckung einzelner Teilbereiche, also einer Spezialisierung auf lukrative Marktnischen. Die Zusammenarbeit mit anderen Akteuren aus Industrie, Wissenschaft und Start-ups ist zu einem zentralen Bestandteil der Innovationsstrategie geworden.

Ein Beispiel für diesen Wandel bietet der Bereich der Human Milk Oligosaccharides (HMO). HMO sind spezielle, in Muttermilch vorkommende Zuckerbausteine, die das Immunsystem und den Darm von Babys unterstützen. Diese komplexen Moleküle lassen sich nur biotechnologisch herstellen und sollen vor allem Säuglingsnahrung und andere funktionelle Lebensmittel gezielt „aufwerten“. Wacker kombiniert hier biotechnologische Expertise mit Partnerschaften, um neue Märkte zu erschließen und hochwertige, funktionale Inhaltsstoffe anzubieten.

Ein weiteres Beispiel ist Taurin, das bislang ausschließlich in China produziert wird und ein zentraler Bestandteil vieler Energy-Drinks ist. Besonders interessant wird Taurin, wenn es aus Naturmaterialien gewonnen wird – viele Kunden zahlen dafür gerne mehr. Im stark umworbenen Markt der Energy-Drinks wird biotechnologisch hergestelltes Taurin so zu einem entscheidenden Verkaufsargument. Für neue Generationen von Energy-Drinks entsteht die Chance, Nachhaltigkeit und Natürlichkeit gezielt als Geschäftsmodell zu nutzen und neue Produktlinien zu entwickeln.

Diese Strategie zeigt sich deutlich in den Geschäftszahlen: Im Biosolutions-Bereich von Wacker stieg der Anteil biotechnologischer Lösungen von 40 auf 75 Prozent. Im Juli 2025 eröffnete die Wacker Chemie AG in München das WACKER Biotechnology Center. Dort entwickelt das Unternehmen künftig Verfahren zur Herstellung von Biopharmazeutika – den Medikamenten von morgen. Das zeigt, wie entscheidend Biotechnologie und offene Innovationsmodelle für Wackers Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit sind.

Nachhaltigkeit – Resilienz – Innovation. Biotechnologie ist auf dem Sprung!

Martin Langer, Managing Director bei der BRAIN Biotech AG, blickte in seinem Vortrag auf zwei Jahrzehnte Branchenentwicklung zurück. Mit Daten aus dem „EY Biotech Report“ belegte er den massiven Aufstieg der Biotechnologie: Der Umsatz kletterte in diesem Zeitraum von rund einer Milliarde auf etwa elf Milliarden Euro. Trotz des Wachstums schöpft die Branche ihr Potenzial noch nicht aus. Für die nächsten zehn Jahre rechnet Martin Langer mit einem deutlich stärkeren Umsatzwachstum auf über 70 Milliarden Euro. Auch strukturell habe sich laut Langer viel getan: Die Zahl der Unternehmen wuchs von etwa 340 auf über 1.000, die Beschäftigtenzahl verfünffachte sich. Diese Entwicklungen zeigten, dass die Biotechnologie zu den zentralen Zukunftsbranchen zählt, so Martin Langer. Auch die Bundesregierung habe dies erkannt und die Biotechnologie in der Hightech-Agenda als eine von sechs Schlüsseltechnologien für Deutschland hervorgehoben.

Martin Langer zeigte am Beispiel der mikrobiellen CO2-Fixierung und Verwertung (CCU) sowie des Projekts „Biogold“, wie die BRAIN Biotech AG mit biotechnologischen Ansätzen aktuelle Probleme angeht. Er hob das Potenzial der Biotechnologie für eine nachhaltigere Wirtschaft und Ernährung hervor: Mikroben, die aus CO₂ und grünem Wasserstoff biobasierte Rohstoffe wie zum Beispiel Essigsäure machen – und andere, die Gold aus Elektroschrott waschen. Bei der mikrobiellen CO₂‑Fixierung nutzen Mikroorganismen CO₂ als Kohlenstoffquelle, bauen es in organische Moleküle ein und machen sie zu Rohstoffen für Biomasse, Chemikalien oder Proteine. Das Projekt „Biogold“ setzt auf die nachhaltige Rückgewinnung von Gold aus Elektroschrott durch Mikroben und treibt so Urban Mining voran.

Vom Labor in den Markt: Skalierung als zentrale Herausforderung

Die Diskussion machte deutlich: Fortschritte in der Biotechnologie scheitern nicht an Ideen oder technologischem Know-how. Die größte Hürde bleibt der Schritt vom Labor zur Fabrik. Besonders anspruchsvoll ist die „Aufreinigung“ biobasierter Produkte: Dabei trennt man Proteine, Biopolymere oder andere Zielprodukte aus einer „Suppe“ aus Zellen, Zelltrümmern, Nährmedienresten, Salzen und anderen Molekülen. Was in einer kleinen Pilotanlage noch improvisiert funktioniert, muss im industriellen Maßstab präzise und effizient ablaufen. Hier kann die Biotechnologie von erprobten Verfahren der chemischen Industrie lernen, etwa durch den Einsatz kontinuierlicher Prozesse. Ebenso wichtig sind funktionierende Märkte, tragfähige Geschäftsmodelle und eine verständliche Vermittlung der Technologie an Gesellschaft und Politik.

Politische Rahmenbedingungen als Beschleuniger – oder Bremse

Ein zweiter Schwerpunkt lag auf den politischen und regulatorischen Voraussetzungen. Die Mehrzahl der Impulsgeber sprachen sich für schnellere, klarere und stärker produktbezogene Zulassungsverfahren aus, insbesondere im Bereich Gentechnik und Novel Food (z.B. Insekten, Mikroalgen, Fermentationsproteine). Auch der Aufbau von Pilot- und Demonstrationsanlagen wurde als entscheidend angesehen, um neue Technologien schneller in die Anwendung zu bringen. Internationale Beispiele zeigen, dass andere Regionen diesen Ansatz strategischer verfolgen. Zudem wurde betont, dass langfristige Planungssicherheit für Unternehmen notwendig ist, damit Investitionen in neue biotechnologische Verfahren erfolgen.

Zwischen globalem Wettbewerb und vorsichtigem Optimismus

Trotz der benannten Herausforderungen überwog am Ende ein vorsichtig optimistischer Blick nach vorn. Als große Stärke wurden die exzellente Forschungslandschaft, gut ausgebildete Fachkräfte und die Nähe zu einer starken Industrie genannt. Zugleich mahnten die Beteiligten, Kooperationen, Wissenstransfer und gemeinsame Strategien deutlich zu verstärken, um international konkurrenzfähig zu bleiben. Hoffnung machen konkrete Anwendungsbeispiele – etwa biotechnologische Lösungen für nachhaltige Ernährung oder neue Materialien – sowie das wachsende Bewusstsein, die Industriepolitik aktiver zu gestalten, um technologische Potenziale in Wertschöpfung umzusetzen.

Weiterführende Informationen

acatech Themennetzwerk „Biotechnologie und Bioökonomie“

Hightech-Agenda Deutschland