Gedämpfte Euphorie bei Algentreibstoffen

Nannochloropsis sp. Bild: CSIRO/CC BY 3.0

Von den Besonderheiten der Biokraftstoffgewinnung aus Mikroalgen - Teil 1

Die Welt der Mikroalgen ist äußerst vielfältig. Die meist einzelligen Wesen kommen in den Weltmeeren und im Süßwasser vor, in Böden und auf Baumrinden, als symbiotische Partner anderer Lebewesen. Sie hatten ihren Anteil bei der Entstehung der Erdatmosphäre und der Ausbreitung des Lebens auf der Erde - noch heute tragen sie zu ca. der Hälfte des atmosphärischen Sauerstoffs bei.

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Rund 50.000 verschiedene Arten sind beschrieben, doch die tatsächliche Gesamtzahl wird als weit größer angenommen - verglichen mit den Arbeitstieren der Biotechnologie wie etwa E. coli-Bakterien oder der Bäckerhefe ist über einen Großteil von ihnen so gut wie nichts bekannt.

Ihre enorme genetische Vielfalt hat längst die Biotechnologen auf den Plan gerufen. Und weil die eierlegende Wollmilchsau unter den Algen noch nicht gefunden ist, arbeiten Wissenschaftler auch an genetisch veränderten (GV-) Mikroalgen. Mit ihnen sollen sich je nach Wunsch nachhaltige Biokraftstoffe, Grundchemikalien oder Nahrungsmittelergänzungen produzieren lassen.

Anlässlich der Konferenz "Bio-Based Live Americas" Ende September 2017 in San Diego haben die Umweltschutzorganisationen Biofuelwatch und Friends of the Earth den Bericht "Microalgae Biofuels - Myth and Risks" vorgestellt, der sich mit diesen Entwicklungen und ihren Aussichten befasst, ebenso mit ökologischen, regulatorischen und ökonomischen Aspekten von Biokraftstoffen aus GV-Algen sowie dem regelrechten Investitions- und Förder-Hype, den sie trotz fehlender wirtschaftlicher Umsetzbarkeit und bestehenden Umweltrisiken ausgelöst haben.

Zwischen 1978 und 1996 gab es in den USA im Rahmen des Aquatic Species Programs bereits Forschung zu Algenkraftstoffen, in der fast 3000 Arten auf ihre Tauglichkeit zur Kultivierung und genetischen Manipulierbarkeit hin untersucht wurden. Dem Programm wurden aufgrund mangelnder Erfolgsaussichten am Ende die Fördergelder gestrichen.

Ab Mitte der 2000er Jahre investierten Risikokapital-Anleger und große Ölunternehmen in Algenkraftstoff-Start-ups. Der gestiegene Ölpreis hatte für ein erneutes Aufleben des Interesses gesorgt. Was folgte, war eine Investitionsblase, die unter anderem auch in anderen Nischen des Energiemarktes zu beobachten war (Seeschlangen-Requiem.

Dem Mikroalgenprogramm des Department of Energy (DoE) folgte 2010 die erste National Algal Biofuels Technology Roadmap. Mit dem Landwirtschaftsministerium, der National Science Foundation, dem Verteidigungsministerium, der DARPA und der Air Force kamen weitere Förderer hinzu.

Der American Recovery and Reinvestment Act von 2009 spendierte 97 Millionen US-Dollar für Demonstrationsprojekte zu integrierten Bioraffinerien auf Mikroalgenbasis, unter anderem für die Start-ups Solazyme, Sapphire und Algenol. Vier Forschungskonsortien entstanden im Rahmen öffentlich-privater Partnerschaften: die National Alliance for Advanced Biofuels and Bioproducts (NAABB), das Sustainable Algal Biofuels Consortium, das Consortium for Algal Biofuels Commercialization (CAB Comm) und das Cornell Marine Algal Biofuels Consortium. Aus letzterem ist mittlerweile MAGIC hervorgegangen, das Marine AlGae Industrialization Consortium.

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Mikroalgen werden meist in offenen Teichanlagen oder in geschlossenen Photobioreaktoren kultiviert (hier abgebildet: Horizontal-Photobioreaktor). Nach Kultivierung und Ernte sind je nach Algentyp und gewähltem Verfahren weitere Schritte nötig, um an die Algenöle zu kommen. So geht der Extraktion oft eine mechanische Zerstörung der Zellwände voraus. Schließlich werden die Algenlipide oder gleich die gesamte Biomasse durch thermo- oder biochemische Verfahren in das gewünschte Endprodukt umgewandelt. Bild: Emiliania hackslay, CC BY-SA 4.0

In Europa wird die Branche durch die European Algae Biomass Association unterstützt. Die Erneuerbare Energien-Direktive der EU zählt Algen zum Grundstock fortgeschrittener Biokraftstoffe. Auch in Europa wurden und werden Algenkraftstoffe kräftig gefördert, etwa über das 7. Forschungsrahmenprogramm der EU-Kommission oder Horizon 2020, dem aktuellem EU-Förderprogramm für Forschung und Innovation.

Verschiedenste Projekte laufen oder liefen: zum Beispiel PUFAChain, BISIGODOS, D-Factory, InteSusAl, All GAS (Video), BIOFAT, MIRACLES, SPLASH, FUEL4ME, AlgaeBioGas, PhotoFuel oder TASAB.

Einige Gattungen der früher unter "Blaualgen" firmierenden Cyanobakterien sind in der Lage, unter besonderen Bedingungen Wasserstoff zu bilden. Auch diesen "Biowasserstoff" wollen Wissenschaftler als nachhaltige Energiequelle heranziehen. Für eventuelle kommerzielle Anwendungen sind verschiedene Probleme aus dem Weg zu räumen, an deren Lösung gearbeitet wird, zum Beispiel am Department Solare Materialien (SoMa) des Umweltforschungszentrums in Leipzig.

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