Die Bioökonomie strebt langfristig eine Umstellung der wirtschaftlichen Produktionsbasis von fossilen auf biogene Rohstoffe, Reststoffe und regenerative Energiequellen an. Gemäß der Nationalen Forschungsstrategie „BioÖkonomie 2030“ umfasst sie „die Agrarwirtschaft, sowie alle produzierenden Sektoren, einschließlich der dazugehörigen Dienstleistungen, die biologische Ressourcen – wie Pflanzen, Tiere und Mikroorganismen – entwickeln, produzieren, ver- und bearbeiten oder in irgendeiner Form nutzen“. Die Bioökonomie wird als Instrument zur Lösung globaler Herausforderungen verstanden, wobei das Bevölkerungswachstum, der Klimawandel und der Bedarf an Ressourcen für die stoffliche und energetische Nutzung im Mittelpunkt stehen. Das Konzept ist teilweise auf große Zustimmung, teilweise aber auch auf erhebliche Kritik gestoßen. Dabei richtet sich die Kritik weniger auf die verfolgten Ziele als vielmehr auf die Wege zur Erreichung dieser Ziele. Ein so grundlegender Transformationsprozess, der mit weitreichenden Veränderungen der heute vorherrschenden Produktionssysteme und Produktlinien verbunden ist, betrifft alle gesellschaftlichen Bereiche und bedürfte einer ausführlichen Analyse der möglichen sozialen, ökologischen, ökonomischen und politischen Folgen, die bisher nur ansatzweise stattgefunden hat. Zudem bestehen zwischen den Ökosystemen, der Biomassegewinnung sowie den Märkten für Nahrungsmittel, Energieträger, Materialien und Chemikalien vielfältige Interdependenzen, die eine Verständigung über die theoretischen Grundlagen und die Ziele der Bioökonomie sowie eine prospektive Bewertung der möglichen Folgen verschiedener Nutzungspfade notwendig machen.

Die Biomasseforschung hat am ITAS eine lange Tradition, die bis in die 80er Jahre zurückreicht. Die Arbeiten decken ein breites Spektrum von Themen und Aspekten der Bioökonomie ab und reichen von systemanalytischer Begleitforschung über Potenzialanalysen zu land- und forstwirtschaftlichen Rohstoffen und Reststoffen sowie Algen in Kombination mit unterschiedlichen Nutzungspfaden und Aufbereitungstechnologien bis zu deren Bewertung unter Nachhaltigkeitsaspekten. Weiterhin befasst sich ITAS mit der Erforschung von Chancen und Risiken emergierender Technologien wie Grüne Gentechnik und Synthetische Biologie, denen im Kontext der Bioökonomie eine wichtige Rolle zugeschrieben wird (siehe Literaturübersicht).

Im Rahmen der programmorientierten Forschung der Helmholtz-Gemeinschaft deutscher Forschungszentren soll der Schwerpunkt künftig neben konkreten Fallstudien im Bereich der Bioökonomie verstärkt auf konzeptionell-theoretische Arbeiten liegen. Ausgehend von der oben erwähnten Kritik an der Bioökonomiestrategie befasst sich das Projekt mit der Genese des Begriffs, den Hintergründen, übergeordneten Zielen und Visionen in verschiedenen europäischen und außereuropäischen Ländern. Defizite und Schwachstellen in der bisherigen Umsetzung des nationalen Konzepts, z. B. bezüglich der verwendeten Nachhaltigkeitskriterien, der Abschätzung der Potenziale, der Beteiligung unterschiedlicher gesellschaftlicher Gruppen oder der verfolgten Implementierungsstrategie sollen aufgezeigt und Alternativen diskutiert werden. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, eine kritische Reflexion der bio-basierten Wirtschaft vorzunehmen und zur theoretischen Fundierung der von ITAS durchgeführten Fallstudien beizutragen.

Zwischen dem Projekt und der von ITAS durchgeführten Begleitforschung im Rahmen des „Forschungsprogramms Bioökonomie Baden-Württemberg“ bezogen auf die drei Nutzungspfade Biogas, Lignozellulose und Mikroalgen bestehen zahlreiche Berührungspunkte und Synergieeffekte.