Mitten in der roten Arava-Wüste im Südosten Israels ziehen sich kilometerlange grüne Rohre durch den Staub. In den Glasrohren der Firma Algatech schwimmt eine kostbare Mischung aus Billionen von Algenzellen der Art Haematococcus pluvialis. Sie betreiben Photosynthese.

Algatech gewinnt aus ihnen Astaxanthin, einen Farbstoff, der sich positiv auf das menschliche Immunsystem, das Herz und die Hautalterung auswirkt und in mehr als 30 Länder exportiert wird. Damit ist das Unternehmen die Nummer Eins weltweit. „Der beste Ort für eine Firma wie unsere ist eindeutig die Wüste“, sagt Efrat Kat, Sprecherin von Algatech. „Weil Algen viel Sonnenlicht brauchen. Alles andere kommt dann wie von selbst.“

Sehr großes Potenzial

Kein anderes Lebewesen beherrscht die Photosynthese so gut wie Algen. Jedes zweite Sauerstoffmolekül, das wir zum Atmen brauchen, stammt aus der Photosynthese des grünen Tangs. Nicht nur in Gewässern, sondern auch an der Erdoberfläche ist er der Hauptlieferant für frischen Sauerstoff. „Und wächst dabei noch sehr schnell“, fügt Efrat Kat hinzu. Algen passen sich schnell an das bestehende Nährstoffangebot an. Dabei wandeln sie sogar Kohlenmonoxid in Sauerstoff um – was sich im Kampf gegen den Klimawandel noch als nützlich erweisen könnte.

„Und das ist nur ein Bruchteil des Potenzials, das in Algen steckt. Wir sind der Meinung, dass diese Organismen bereits in diesem Jahrhundert noch sehr wichtig für die Menschheit werden“, sagt Efrat Kat. Algen werden bereits in Biodiesel verwandelt, sie reinigen Abwasser, werden in Kosmetik verrührt, schmecken gut im Salat. Sie sollen Menschen vor Herzinfarkten schützen und von Krebs heilen. In Laboren wird ihr Gengut verändert, damit Autos eines Tages mit Wasserstoff über die Autobahn fahren können.

Wissenschaft und Industrie versprechen sich viel

Einige von ihnen sind wertvoller Lieferant für Vitamin B12. „Damit könnte die Alge zum Fleischersatz werden“, so Kat. Denn während die Menschheit wächst, wird die landwirtschaftlich nutzbare Fläche auf der Erde immer kleiner. 71 Prozent der Oberfläche des Planeten aber bestehen aus Wasser. Für den Anbau von Algen werden keine zusätzlichen Landflächen verbraucht, und die Ernte von Biomasse im Meer oder aus Bioreaktoren ist das ganze Jahr über möglich.

Kein Wunder also, dass sowohl Wissenschaft als auch Industrie große Hoffnungen auf die Pflanze setzen. Hoffnungen, die leider manchmal enttäuscht werden, wie Dan Kramer, Managing Director von Cyano Biotech in Berlin, sagt. Vor einigen Jahren bemühte sich seine Firma, aus Algen Bioethanol herzustellen.

„Die Technologie ist aber zu diesem Zeitpunkt einfach noch nicht so weit, um Bioethanol aus Algen kostengünstig und in großem Maßstab zu produzieren“, so Kramer. Man werde noch einige Jahre warten müssen, bis die Alge reif für die Zapfsäule werde. „Das wird auf jeden Fall kommen. Aber zuerst wird sie im Bereich der Pestizide wichtig werden und dann für neue Wirkstoffe in der Pharmabranche.“

Blaualgen könnten Menschen von Krebs heilen

Seit zehn Jahren konzentriert sich Cyano Biotech auf die Kultivierung von Cyanobakterien – Blaualgen, die in der Medizin zur Krebsbehandlung eingesetzt werden. Cyanobakterien waren vor rund 3,5 Milliarden Jahren die ersten sauerstoffproduzierenden Organismen der Erde und gehören zur Familie der Mikroalgen.

„Wenn Menschen Alge sagen, dann heißt das erstmal gar nichts“, sagt Efrat Kat. „Das ist so präzise als würde ich ,Baum’ sagen.“ Die Ein- oder Mehrzeller leben im Salzwasser, im Süßwasser, auf Böden, Pilzen oder Flechten. Unterschieden wird zwischen Mikro- und Makroalgen. Makroalgen können bis zu 60 Meter lang werden und kommen für die Verwendung als Lebensmittel zum Einsatz, etwa als Salat, als Suppenzutat, getrocknet oder gedünstet.

Mikroalgen hingegen sind mit dem Auge nicht erkennbar. „Die Blaualge zum Beispiel bildet Toxine, die im Sommer dazu führen können, dass Badeseen gesperrt werden“, sagt Dan Kramer. „Sie können jedoch auch neue Wirkstoffe gegen Krebs bilden. Die Blaualge produziert zum Beispiel das Gift Microcystin, das in Zukunft hoffentlich flächendeckend in der Krebstherapie eingesetzt werden kann.“

„Algen nehmen einfach alles aus ihrer Umgebung auf“

Die Kultivierung dieser Organismen ist relativ günstig und platzsparend. „Schon in einem kleinen Labor wie dem unseren kann man effizient produzieren“, sagt Kramer. Genau hier liege der Unterschied zum Anbau für Biodiesel. Viel Platz, großer Aufwand und ein billiges Endprodukt – das rentiert sich noch nicht. Hinzu kommt, dass die Alge zwar nicht anfällig, aber schnell „verdreckt“ ist.

„Algen nehmen einfach alles aus ihrer Umgebung auf, also auch Metalle oder Schadstoffe“, sagt Efrat Kat. In einem Kilogramm Algen befinden sich die Wirkstoffe aus rund 100.000 Litern Meerwasser. Das macht es sehr schwer, ihren exakten Nährstoffgehalt zu bestimmen. 

Das Bundesinstitut für Risikobewertung (BfR) hat im Rahmen seines Lebensmittel-Monitorings 2013 getrocknete Algen auf Schwermetalle untersucht und in allen Proben Blei gefunden. Auch Quecksilber, Cadmium oder Arsen können sich in den Wasserpflanzen anreichern.

„Deswegen produzieren wir die Algen in einem geschlossenen System und in einer sehr trockenen, nicht-industriellen Umgebung“, sagt Kat. Es gebe zwar Möglichkeiten, die Algenpflanze durch genetische Veränderung vor bestimmten Verunreinigungen zu schützen – im Bereich der Nahrungsmittel halte man sich davon bisher aber fern. „Das kommt für uns nicht infrage.“

Eine Alge, die nach Speck schmeckt

Im Energiesektor sieht man das jedoch anders. In den letzten zwei Jahren entstanden überall auf der Welt – wie zum Beispiel an den Universitäten von Los Angeles, Tel Aviv oder Bangkok – Pilotprojekte, um die Alge mithilfe von Genmanipulation zur Wasserstoffproduktion anzuregen. Dieser soll dann eines Tages Benzin ersetzen. „Wir manipulieren die Alge, etwas zu tun, was sie eigentlich nicht tun würde“, sagt Ido Weiner von der Universität in Tel Aviv.

Die Wissenschaft höre jedoch noch lange nicht beim Wasserstoff auf, meint der Doktorand. Genetisch veränderte Algenarten werden bereits zu allen Zwecken herangezüchtet: zum Schutz von Korallen vor dem Ausbleichen, als Waschmittel. Es gibt sogar eine Alge, die inzwischen nach Speck schmeckt.

Efrat Kat findet solche Eingriffe in die Natur jedoch verfrüht: „Warum jetzt schon Gentechnik?“, fragt sie. „Man geht von über 70.000 Algenarten aus, und bis dato befassen wir uns gerade mal mit einem Dutzend. Da draußen sind noch so viele Algen, deren Potenzial wir gar nicht kennen!“