Von der Plage zum Retter

Algen Winzige Meerespflanzen filtern CO2 aus Abgasen und können dabei Rohstoffe für Biosprit produzieren. Forscher wollen ihnen eine Chance eröffnen

Wer im vergangenen Sommer über ein veralgtes Ufer an der Ostsee spazieren musste, wird sich eher geärgert als gefreut haben. Dabei wandelte er womöglich auf den Rettern unseres Klimas: Algen, so prophezeien es Wissenschaftler, könnten in Zukunft helfen, CO2-Emissionen zu reduzieren. Der Plan klingt so einfach wie bestechend: Das Abgas in Kraftwerksschloten wird in Rohre umgeleitet und in Gewächshäusern geblasen, die neben den Kraftwerken stehen. Dort gedeihen Algenkulturen, die das Treibhausgas aufnehmen und in Sauerstoff umwandeln, sie müssen nur genügend Sonnenlicht tanken. Doch damit nicht genug: Wenn die Algen nicht regelmäßig gefüttert werden, geraten sie in Stress und produzieren Fette. Und die können zu Biosprit weiterverarbeitet werden – eine Alternative zum in die Kritik geratenen Bioethanol aus Getreide und Rüben, dessen Produktion die Mineralölwirtschaft inzwischen gedrosselt hat, weil sich die Kunden am Zapfhahn verweigern.

Algen als Schadstofffilter und Treibstoffquelle: In Zeiten, da erst um zehn Prozent Bioethanol im Sprit gezankt wird, klingt das etwas utopisch. In Hamburg allerdings nimmt die Idee schon Formen an. In einer Pilotanlage im Stadtteil Reitbrook wachsen seit zweieinhalb Jahren Mikro-Algen, die das Kohlendioxid eines mit Erdgas betriebenen Blockheizkraftwerks aufsaugen. In Glasröhren vermehrt sich dort Chlorella vulgaris, eine von mehr als 250.000 bekannten Algenspezies. Nur ein winziger Bruchteil dieser Vielfalt wird von Menschen genutzt. Im Gegensatz zu ihren Artgenossen wächst Chlorella nicht nur besonders schnell, sie hat sich auch an das nordische Wetter angepasst. So gut, dass inzwischen das ganze Jahr über Algen produziert werden. Ein wichtiger Etappensieg für Dieter Hanelt. Der Algenbiologe von der Uni Hamburg begleitet das Projekt wissenschaftlich. Sein Ziel: Die Züchtung und Kontrolle der Algen soweit zu verbessern, dass die Produktion rund um die Uhr läuft und wenig kostet. „Ideal wäre es, wenn der Aquakulturbauer morgens nur noch einmal vorbeischauen müsste.“ Bis dahin ist es aber noch weit. Denn so gut sich die Chlorella vulgaris auch anpassen kann, alles macht sie auch nicht mit. Es kam vor, dass ganze Algenkulturen weggestorben sind, weil sich der Reaktor auf 50 Grad erhitzt hatte – was im Sommer schon mal passiert. Kühlen könne man in dem Fall nicht, erklärt Hanelt, denn das koste zuviel Energie und damit Geld. Und die Sonne abzuschirmen sei problematisch, da die Alge das Licht zum Wachsen brauche. Hanelt räumt ein, dass man sich noch mit vielen Kinderkrankheiten herumschlage.

Wie ein Schwamm zu ernten

Ein weiteres Problem ist die Ernte der Alge. Weil sie so furchtbar klein ist, gerade einmal je 0,02 Millimeter, müssen Tausende Liter Wasser gefiltert werden, um ein Kilo Biomasse zu gewinnen – für die Herstellung von Biosprit viel zu teuer. Deswegen experimentieren Hanelt und seine Kollegen mit einem so genannten Floating-Verfahren. Dabei wird Gas unter Druck gesetzt und dann ins Wasser geleitet, so dass es an die Oberfläche steigt, wo die Algen kleben bleiben. „Wie ein Schwamm können sie dann abgeerntet werden“, sagt Hanelt. Weil das aber immer noch viel Geld kostet, probieren die Forscher am Biozentrum Klein Flottbek eine neue Methode aus, von der sie sich viel versprechen – sie melken die Algen. Denn wenn das Grünzeug hungert und Fette produziert, wandern diese dank der physikalischen Phasentrennung an die Wasseroberfläche – und können leicht geerntet werden.

Die Pilotprojekte sind noch weit davon entfernt, Algen so günstig zu produzieren, dass der gewonnene Biosprit mit einem Ölpreis unter einem Dollar pro Liter mithalten kann. Auf anderen Gebieten sind Algen dafür schon gewinnträchtig. Eine Firma in Sachsen-Anhalt etwa stellt Bandnudeln und Waffelbrot aus Algen her. Seit über zehn Jahren produzieren die Klötzener dazu Mikroalgen in der größten Anlage Europas. Auf einer Fläche so groß wie zwei Fußballfelder steht ein Gewächshaus, in dem die Algen in 500 Kilometern Glasröhren wachsen. Der Verkaufs- und Marketingleiter Jörg Ullmann ist überzeugt, dass Algen für die Pharma- und die Wellness-Industrie wichtiger werden. Skeptischer zeigt er sich jedoch, was die Zukunft der Alge als Biospritlieferant betrifft. „Das klingt manchmal nach der eierlegenden Wollmichsau.“ Der Energieaufwand spreche derzeit nicht dafür, dass es mit dem Sprit wirklich einen Sinn ergebe.

In der Hamburger Anlage lautet das Ziel ohnehin erst einmal, die Algen-Produktion billig hinzubekommen. Und die Sache mit dem Filtern des CO2s? Könnten in Zukunft womöglich auch Kohlekraftwerke dank Algen klimaneutral betrieben werden? Immerhin wäre die umstrittene Verpressung von CO2 unter die Erdoberfläche dann vielleicht verzichtbar. Aber Hanelt dämpft die Erwartungen: Das Kohlendioxid leite man vor allem ein, damit die Algen wachsen. Um den CO2-Ausstoß eines mittleres Kohlekraftwerks zu kompensieren, müsste dagegen die halbe Fläche von Hamburg mit Algenbrutreaktoren zugestellt werden.

Verwendung gäbe es für Algensprit durchaus. Im vergangenen Jahr hob während der internationalen Luftfahrtausstellung in Berlin ein Kleinflugzeug ab – betankt mit Biosprit aus Algen. Der Kraftstoff kam aus Brandenburg. Am Institut für Getreideverarbeitung (IGV) nahe Potsdam forscht Otto Pulz an den grünen Mikroorganismen. Noch sind es nur geringe Mengen Biosprit, die er und seine Mitarbeiter in der Pilotanlage produzieren, aber eine industrielle Produktion soll ab 2013 anlaufen. Die Lufthansa ließ bereits verlauten, sie wolle Algen-Biosprit in großen Mengen aufkaufen – sobald er im Angebot sei.

Was Biosprit aus Algen so attraktiv gegenüber Biokraftstoffen der so genannten ersten Generation macht: „Sie stehen nicht in Konkurrenz mit der Lebensmittelproduktion“, sagt Pulz. Algen könnten auf Brachflächen, in der Wüste oder im Meer wachsen. Auch würden sie auf gleicher Fläche gegenüber Raps beispielsweise das Dreifache an Biomasse produzieren. Ein weiterer Vorteil für Luftfahrt-, aber auch für Auto-Konzerne: Die Motoren vertragen den Algentreibstoff ohne Probleme.

Auch wenn niemand weiß, wann Biosprit aus Algen rentabel produziert werden kann, sollte man es versuchen, meint Hanelt. Weil es immer mehr Menschen gibt, die Energie verbrauchen und sich ernähren müssen, und weil gleichzeitig die Nutzflächen immer knapper werden, müssten sich die Menschen auf das Meer konzentrieren, das zwei Drittel der Welt mit Wasser bedeckt – und das ein Lebensraum für Algen bietet. „Wir können es uns nicht leisten, das außen vor zu lassen.“

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14:10 15.03.2011
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Ausgabe 41/2021

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