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Biomasse: Algen sind der Stoff der Zukunft

Die meisten verbinden mit dem Begriff Algen den grünen, nass verfilzten Strand – ob als Störquelle oder herrliches Areal zum Toben und Spielen.

Die meisten verbinden mit dem Begriff Algen den grünen, nass verfilzten Strand – ob als Störquelle oder herrliches Areal zum Toben und Spielen.

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REUTERS

Grün ist es nicht gerade am Rande des alten Hamburger Industrie- und Arbeiterviertels, wo Gleise und Fabrikhallen das Bild prägen. Doch weil im Stadtteil Wilhelmsburg auf der Elbinsel ein attraktives Wohngebiet entstehen soll, werden hier innovative Gebäudekonzepte erprobt. Dazu zählt das mehrgeschossige Wohnhaus mit der grünen Außenwand in der Nähe des S-Bahnhofs. Seit einem Jahr tummeln sich in den Fassadenelementen Algen und tragen zur Energieversorgung des Hauses bei – eines der ersten Beispiele energetischer und stofflicher Nutzung der Einzeller in Deutschland.

Vergleichbar mit Solarsystemen

„Der Wirkungsgrad solcher Bioreaktorfassaden ist vergleichbar mit Solarsystemen wie Photovoltaik und Solarthermie“, sagt Martin Kerner, dessen Hamburger Firma das Konzept entwickelte. Die eingestrahlte Sonnenenergie wird von den Algen zu 38 Prozent in Wärme umgesetzt und zu zehn Prozent in zusätzlicher Biomasse. „Die Wärme trägt im Winter zur Versorgung des Hauses bei. Im Sommer wird sie gespeichert. Die Biomasse reichen wir an Forschungspartner weiter, die daraus verschiedene Produkte entwickeln.“

Kaum eine andere biologische Rohstoffquelle bietet potenziell so viele Einsatzmöglichkeiten. Neben Biokraftstoffen können Algen zu Kunst- und Baustoffen, Kosmetik- und Pharmaprodukten verarbeitet werden und als wertvolles Nahrungsmittel dienen. Mikroalgen produzieren Fette, Kohlenhydrate, Proteine, Vitamine und anderes. Mit der Steuerung des Lichts kann der Mensch bei der Züchtung gezielt darauf Einfluss nehmen.

„Unter Stress, zum Beispiel der Limitierung von Dünger, produzieren die Algen mehr Öl“, erklärt Claudia Thomsen, Mit-Gründerin des Bremer Biotech-Unternehmens Phytolutions. Und zwar hochwertige Fettsäuren, die als Omega-3-Produkte zur Nahrungsergänzung oder als Ausgangsstoff für Biotreibstoffe eingesetzt werden könnten. Auf gentechnische Eingriffe könne verzichtet werden, auch wenn sie bei der Algenzucht in den USA gang und gäbe seien.

Algen an Kohlekraftwerken

Grundsätzlich brauchen Algen zum Wachstum neben Sonnenlicht Wasser und viel Kohlendioxid. So bindet ein Kilogramm der Einzeller den Kohlenstoff von etwa zwei Kilogramm Kohlendioxid. Diesen Appetit haben sich deutsche Stromversorger zunutze gemacht, die am Standort von Kohlekraftwerken kleine Algenanlagen betreiben, um das Rauchgas aus den fossilen Meilern zu verarbeiten. Außerdem spornen Dünger wie Phosphor und Stickstoff das Wachstum an. Algen nehmen auch Schwermetalle und andere Schadstoffe wie Ammoniak auf. Sie eignen sie sich als universelle Reinigungskräfte.

Die Zahl solcher Projekte steigt, wie ein Besuch auf der 22. Europäischen Biomasse-Konferenz zeigte, die am Donnerstag in Hamburg zu Ende ging. Algen werden weltweit zur Aufbereitung von Ölschlämmen, Abwässern oder Schweinegülle genutzt. Als Basismaterial für Biokunststoffe sind Braunalgen aus dem Atlantik in Europa auf dem Markt. Eine Firma aus der Bretagne stellt Granulat aus Algen her, aus dem Blumentöpfe, Verpackungen, Computergehäuse und Sonnenbrillen gefertigt werden können. Doch noch sind kommerzielle Projekte die Ausnahme. „Denn den Vorteilen“, so konstatiert das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) aus Stuttgart, „stehen derzeit noch hohe Investitionskosten und Betriebskosten für die Algenbiomasseproduktion entgegen“.

Für die Energieerzeugung spricht der hohe Brennwert der Mikroalgen. Der ist mit 25 bis 30 Megajoule je Kilogramm besser als bei Braunkohlebriketts und liege nur „knapp unter Steinkohle“, wie Claudia Thomsen sagt. Mit bis zu 20.000 Litern pro Hektar könne zudem ein mehr als doppelt so hoher Ertrag als bei Palmöl und ein zwölf Mal höherer Ertrag als bei Rapsöl erzielt werden. Dennoch würden große Areale benötigt, sollten die Einzeller künftig in großem Ausmaß zur Energiegewinnung gezüchtet werden. Thomsen schlägt vor, „einerseits das Meer an Land zu holen, auf Flächen, die nicht für die Agrarproduktion geeignet sind, und die Algen andererseits direkt im Meer wachsen zu lassen“. Süßwasser jedenfalls sei zu knapp, um damit weltweit kommerziell Algentreibstoff zu produzieren.

Kritik am Verheizen

Zu den größten Forschungsvorhaben in Deutschland zählt das vom Bund über die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe mit 5,75 Millionen Euro geförderte „Aufwind“-Projekt am Forschungszentrum Jülich, das den künftigen Einsatz von Mikroalgen als Flugbenzin erforscht.

Doch nicht alle Experten sind damit einverstanden. „Die direkte energetische Nutzung ist nicht sinnvoll. Algen sind dafür ein viel zu hochwertiger Rohstoff“, sagt der Algenhaus-Entwickler Kerner. Auch die Meeresbiologin Claudia Thomsen mahnt an, die Algen umfassend zu verwerten. „Grundsätzlich ist es möglich“, sagt sie, „dass nach der Nutzung der Fette für die Kerosinproduktion immer noch ein so hochwertiger Rohstoff übrig bleibt, dass er weiteren Zwecken dienen kann.“