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Jedes Jahr entstehen weltweit Millionen Tonnen Kunststoffabfälle, von denen ein Großteil trotz Recyclinglabels verbrannt wird. Das Leipziger Startup ESTER Biotech entwickelt eine biotechnologische Alternative: Hochleistungsenzyme, die Kunststoffe selektiv in ihre molekularen Bausteine zerlegen. Ausgangspunkt dieser Technologie war ein Ort, an dem niemand eine industrielle Innovation vermuten würde. Von Urs Moesenfechtel
Forschende der Universität Leipzig untersuchten auf dem Leipziger Südfriedhof gezielt einen Komposthaufen, um nach Enzymen zu suchen, die Polyester abbauen können. In den Kompostschichten entstehen komplexe ökologische Nischen, in denen spezialisierte Mikroorganismen aktiv sind. Die äußere Wachsschicht von Pflanzenblättern enthält polyesterartige Biopolymere wie Cutin. Mikroorganismen, die diese natürlichen Polyester abbauen, besitzen oft Enzyme, die strukturell ähnliche synthetische Polyester ebenfalls spalten können.
Vom Friedhofskompost zum industriellen Enzym
In einer Probe wurde der genetische Bauplan eines solchen Enzyms entdeckt – später PHL7 genannt. In der thermophilen Phase eines Komposts entstehen Temperaturen und Bedingungen, unter denen besonders robuste Mikroorganismen bestehen. Diese Eigenschaften machten PHL7 zu einem der vielversprechendsten Enzyme für die Depolymerisation von PET und anderen Kunststoffen.
Ein Problem mit System – und ein Markt ohne echte Lösungen
Obwohl Sammelsysteme und Quoten existieren, landen auch in Europa rund 80 % der Kunststoffabfälle auf der Deponie oder in der Verbrennung – oft wegen Materialmischungen, Additiven und Verunreinigungen, die das mechanische Recycling begrenzen. Polyesterkunststoffe wie PET oder PLA sind besonders relevant: Sie sind weit verbreitet und grundsätzlich gut recycelbar, landen aber nur bedingt in geschlossenen Kreisläufen. Zugleich wächst der regulatorische Druck durch Rezyklatquoten, CO₂-Bepreisung und Design-for-Recycling-Vorgaben. Enzymatische Depolymerisation setzt genau hier an: Enzyme wirken wie präzise Werkzeuge, die Polymerketten in Monomere zerlegen, aus denen hochwertige Rezyklate hergestellt werden können – „virgin-like“ und kreislauffähig.
(z. B. PET, PLA, PBS, PBAT und TPS). Der Prozess erfordert einen geringen Energieaufwand,
wird unter Umgebungsdruck durchgeführt und ist unkompliziert, was ihn nachhaltig und kostengünstig macht. Im Vergleich zu anderen enzymatischen Recyclinglösungen kann das Unternehmen schnellere Reaktionszeiten erzielen, da es ein günstigeres Enzymverhältnis durch den Einsatz der Unternehmenseigenen hochleistungsfähigen Enzyme besteht. Copyright: ESTER Biotech
Vom Labor zum Unternehmen
2022 veröffentlichte das Leipziger Team die Studie „Low Carbon Footprint Recycling of Post-Consumer PET Plastic with a Metagenomic Polyester Hydrolase“. Die internationale Resonanz war groß und legte den Grundstein für die weitere Entwicklung. 2023 folgte ein Prototyp zur mittlerweile patentierten Enzym-Screening-Technologie, kurz darauf die Skalierung auf ein parallelisierbares System mit 48 Messkammern und Verknüpfung mit KI-gestützter Enzymoptimierung. So konnte die natürliche Aktivität von PHL7 mehr als verdoppelt und die Thermostabilität auf über 95 °C gesteigert werden – entscheidende Faktoren für den Einsatz in industriellen Prozessen. Im März 2025 wurde die ESTER Biotech GmbH gegründet und nach wenigen Wochen der erste Kundenauftrag erfolgreich abgeschlossen. Aktuell validiert das Team die Technologie im 100-Liter-Maßstab.
Wettbewerb und Positionierung
Der Markt für rohstoffliches Recycling ist dynamisch. Etablierte mechanische Verfahren haben mit Qualitätsverlusten zu kämpfen (Downcycling). Andere rohstoffliche Verfahren wie z.B. Pyrolyse sind energieintensiv. Enzymatische Prozesse schließen diese Lücke. Ein prominenter Wettbewerber ist das börsennotierte französische Unternehmen Carbios, das ähnliche Ziele verfolgt und mit großen Industriepartnern arbeitet.
Trotz dieser starken Konkurrenz sieht ESTER Biotech klare Vorteile: PHL7 zeigt in Benchmark-Analysen eine höhere Aktivität als etablierte Enzyme. Die Prozesskosten durch eine Steigerung von Durchsatz und Energieeffizienz gesenkt werden. Die neueste PHL7-Generation befindet sich in der Patentierung, was die technologische Differenzierung stärkt. Für Investoren ist der Markt attraktiv: Bis 2035 wird ein Volumen von über 20 Mrd. EUR erwartet. Enzymatische Verfahren könnten einen signifikanten Marktanteil erreichen.
Die Unternehmenseigene Hochdurchsatz-Screening-Plattform nutzt patentierte Impedanzspektroskopie-Technologie, die eine präzise und robuste Echtzeitüberwachung der enzymatischen Abbauleistung ermöglicht. Die Plattform ist für parallele Messungen unter verschiedenen Bedingungen ausgelegt, wobei nur geringe Mengen an Enzymen und Originalmaterial-Testproben verwendet werden. Durch die Automatisierung der Datenerfassung und -analyse ist die Plattform ein wichtiger Erfolgsfaktor für den Enzym-Entwicklungsprozess des Unternehmens. Copyright: ESTER Biotech
Skalierungsstrategie: Vom Enzym zum Prozess
ESTER Biotech folgt zwei technologische Skalierungspfade, die in enger Zusammenarbeit mit hochkompetenten strategischen Partnern umgesetzt werden. Die Enzymproduktion wird auf ein neues Expressionssystem umgestellt und bis 2028 skaliert, parallel entsteht ein industrieller Recyclingprozess. Bis 2031 soll eine Demonstrationsanlage entstehen, die bis zu 45.000 Tonnen Polyesterabfall pro Jahr verarbeiten kann. Anschließend ist ein Lizenzmodell geplant – mit einem initialen Fokus auf europäische und asiatische Märkte. Die Enzyme sollen auch für andere industrielle Anwendungen vermarktet werden – unabhängig vom eigenen Recyclingprozess. Geprüft werden unter anderem die Modifikation von Kleidung, der Einsatz in Biogasanlagen oder die gezielte Behandlung von Verpackungen, mit Fokus auf schnell adressierbare Märkte für mittelfristiges Umsatzwachstum.
Finanzierung und Wachstum
Der EXIST-Forschungstransfer finanziert das Projekt bis Ende 2026; zusätzliche Einnahmen stammen aus Forschungs- und Dienstleistungsaufträgen. Für die Skalierung und Demonstration ist für 2026 eine Finanzierungsrunde im niedrigen einstelligen Millionenbereich geplant. Ein wichtiger Meilenstein im Vorfeld ist der Abschluss des IP-Transfervertrages mit der Universität Leipzig. Langfristig wird der Kapitalbedarf mit Industrialisierung und Lizenzierung steigen.
Standort Leipzig: Ein funktionierendes Ökosystem
Leipzig bietet ideale Bedingungen: Exzellenzforschung an der Universität, industrielle Nähe zum Chemiedreieck und starke Forschungsinfrastruktur durch das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung – UFZ, das Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI und die BIO CITY Leipzig. Das internationale Gründerteam unterstreicht die Standortattraktivität.
Fazit
ESTER Biotech zeigt, wie aus einer zufälligen Entdeckung eine Technologie werden kann, die das Polyesterrecycling neu definiert. Mit Enzym-Screeningplattform, KI-Optimierung und Industrialisierungsstrategie verbindet das Unternehmen natürliche Prozesse mit ökonomischer Effizienz. So entsteht eine Lösung, die nicht nur ökologisch und ökonomisch überzeugt, sondern einen Wachstumsmarkt erschließt – und das Potenzial hat, das globale Recycling grundlegend zu verändern.
Autor/Autorin
Urs Moesenfechtel, M.A., ist seit 2021 Redaktionsleiter der GoingPublic Media AG - Plattform Life Sciences und für die Themenfelder Biotechnologie und Bioökonomie zuständig. Zuvor war er u.a. als Wissenschaftsredakteur für mehrere Forschungseinrichtungen tätig.
