Algen kultivieren für den Klimaschutz

Es knistert an den Biotechnologie-Forschungsstandorten in ganz Deutschland. Die Algen sind im Kommen.

Viel Hoffnung wird in den grünen Schleim, wie wir ihn sonst aus heimischen Gewässern kennen, gesetzt. Sie haben die Fähigkeit CO2 unter Einfluss von Sonnenlicht in Biomasse umzuwandeln – so weit so bekannt. Als phototrophe Organismen können sie allerdings das Sonnenlicht viel effizienter als Mais oder andere Energiepflanzen nutzen. Sie setzen also schneller „Fett“ an.

Zudem nimmt die Algenproduktion im Vergleich sehr wenig Platz ein. Wertvolle Inhaltsstoffe wie Vitamine, Farbstoffe und Fettsäuren sowie die Möglichkeit einer kontinuierlichen Ernte erhöhen die Attraktivität weiter. Algen werden vermehrt als nachhaltige und klimafreundliche Rohstoffquelle für Wertstoffe und Energie beworben. So interessieren sich große Energieversorger wie Eon und EnBW zunehmend für die Frage, wie denn Mikroalgen großtechnisch und wirtschaftlich hergestellt werden können.

Das Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart forscht gemeinsam mit der Subitec GmbH an Photobioreaktoren, mit Hilfe derer Algen ökologisch nachhaltig produziert werden sollen. Im Vergleich zu anderen Methoden, die einen hohen Energieaufwand bei Produktion und Ernte verursachen, wird mit dem Flat-Panel-Airlift-Photobioreaktor (FPA) sogar ein Nettoenergiegewinn erzielt. Soll heißen, es wird mehr Energie in der Algenbiomasse gebunden, als für deren Produktion aufgewendet werden muss – eine grundlegende Voraussetzung für die energetische Nutzung als Biodiesel oder Biogas. Über Treibstoffe aus Algen wurde an dieser Stelle bereits berichtet.

Für die Zukunft wird an einem ressourcenschonenden Verfahren gearbeitet, bei dem FPA-Reaktoren an Biogasanlagen gekoppelt werden. Die Algenproduktion wird so in einen nachhaltigen Prozess integriert, bei dem Abgas-CO2 aus dem Blockheizkraftwerk (BHKW) photosynthetisch genutzt wird. Weitere „Grundnahrungsmittel“ wie Wasser und einige Nährstoffe (besonders Stickstoff und Phosphor) könnten zukünftig sogar aus Abwässern stammen, auch wenn aktuell ein Ammonium-Phosphat-Konzentrat verwendet wird. Aus den so produzierten Algen werden nach der Ernte die Wertstoffe extrahiert, die Rest-Biomasse wiederum zu Biogas vergärt. Der Kreislauf schließt sich nach der Verbrennung des Gases zur Strom- und Wärmeproduktion im BHKW.

Erste Pilotanlagen dieser Art existieren bereits. Bis 2011 will Subitec die Technologie weiter entwickeln. Der Energieaufwand für Algenproduktion und -ernte soll weiter gesenkt, das Wachstum der Algen noch optimiert werden. Es wird wohl noch ein paar Jahre dauern, bis die Technologie soweit ausgereift ist, dass Algen auf großen Flächen ökologisch und ökonomisch sinnvoll kultiviert werden können. Aber die Hoffnung bleibt: Irgendwann werden sie einen wichtigen Beitrag zur CO2-Reduktion leisten.

Ulrike Rosenfellner

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