Bald Biosprit aus Algen?

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Der grü­ne Treib­stoff von Mor­gen soll aus gen­tech­nisch ver­än­der­ten Grün­al­gen und Blau­al­gen kom­men. Jüngst haben es Bio­tech­ni­ker geschafft spe­zi­el­le Algen zu züch­ten, die in der Lage sind Roh­öl, Die­sel und Etha­nol zu pro­du­zie­ren. Dazu ist ledig­lich CO2, Son­nen­licht und Meer­was­ser notwendig.

Sie könn­ten bald das Ener­gie­pro­blem der Erde lösen. Die Gen­tech­nik macht es mög­lich gekop­pelt mit Zucht und Aus­le­se. So ent­ste­hen wah­re klei­ne Super­pflan­zen. Vie­le ein­fluss­rei­che Geld­ge­ber hat das Unter­neh­men bereits gewin­nen kön­nen, wie den Grün­der von Micro­soft Bill Gates oder die Rocke­fel­lers. Und es gibt ers­te Erfol­ge, denn schon jetzt tan­ken ers­te Schif­fe, Autos und sogar Flug­zeu­ge den neu­en Bio-Sprit aus den Algen. Auch die Her­stel­ler, der Chef­for­scher der US-ame­ri­ka­ni­schen Fir­ma Joule Unli­mi­ted Dan Roberts erklärt: „Wir muss­ten die Orga­nis­men erst dazu über­re­den, das zu tun, was wir wol­len.“. Dabei sind die klei­nen leben­den Mini­tank­stel­len so win­zig wie Bak­te­ri­en, so dun­kel­grün wie eine sat­te Wie­se und so licht­durch­läs­sig wie ein Fens­ter. Spä­ter wer­den sie Treib­stoff ausscheiden.

Der vor­läu­fi­ge Lebens­raum der Tank­stel­len sind Reagenz­glä­ser in einem unschein­ba­ren Bau der zu der einer der renom­mier­tes­ten Uni­ver­si­tä­ten des Lan­des zählt, Cam­bridge in Mas­sa­chu­setts. So karg auch die Umge­bung des Labors, so wert­voll sind die hier gewon­ne­nen Erkennt­nis­se, denn sie könn­ten bald das Ener­gie­pro­blem der Erde lösen. Die Gen­tech­nik macht es mög­lich gekop­pelt mit Zucht und Aus­le­se. So ent­ste­hen wah­re klei­ne Super­pflan­zen. Vie­le ein­fluss­rei­che Geld­ge­ber hat das Unter­neh­men bereits gewin­nen kön­nen, wie den Grün­der von Micro­soft Bill Gates oder die Rocke­fel­lers. Und es gibt ers­te Erfol­ge, denn schon jetzt tan­ken ers­te Schif­fe, Autos und sogar Flug­zeu­ge den neu­en Bio-Sprit aus den Algen. Auch die Her­stel­ler, der Chef­for­scher der US-ame­ri­ka­ni­schen Fir­ma Joule Unli­mi­ted Dan Roberts erklärt: „Wir muss­ten die Orga­nis­men erst dazu über­re­den, das zu tun, was wir wol­len.“. Dabei sind die klei­nen leben­den Mini­tank­stel­len so win­zig wie Bak­te­ri­en, so dun­kel­grün wie eine sat­te Wie­se und so licht­durch­läs­sig wie ein Fens­ter. Spä­ter wer­den sie Treib­stoff ausscheiden.

Die Gewin­nung von Roh­öl ist ange­lau­fen, wel­ches zum Bei­spiel vom kali­for­ni­schen Unter­neh­men Sap­phi­re Ener­gy ver­trie­ben wird. Mit­ar­bei­ter Jason Pyle ist begeis­tert: „Die indus­tri­el­le Pro­duk­ti­on aus Algen ist die nächst­lie­gen­de Mög­lich­keit, künf­tig das Erd­öl zu ersetzen.“

Das sieht auch die Ölin­dus­trie so. Das Unter­neh­men Exxon Mobil inves­tiert des­halb 600 Mil­lio­nen Dol­lar in das Unter­neh­men Syn­the­tic Geno­mics, wel­ches sich mit der Ent­wick­lung von Bio-Öl beschäf­tigt. Der Anreiz bei all den mil­lio­nen­schwe­ren Inves­ti­tio­nen ist aber nicht nur der, end­lich einen kli­ma­freund­li­chen Kraft­stoff zu schaf­fen, son­dern vor allem ordent­lich Geld zu ver­die­nen. Der ers­te der die Ent­wick­lung zur Markt­rei­fe bringt, wird Mil­li­ar­den dar­an ver­die­nen und kann Bio­sprit zu kon­kur­renz­fä­hig aus­ge­ar­bei­te­ten Prei­sen ver­trei­ben. Ganz neben­bei ist die­se Ent­wick­lung sicher­lich einen Ein­trag in die Geschichts­bü­cher wert.

Die Nach­tei­le des Bio-Sprits
Als das Geschäft mit dem Bio­sprit vor Jahr­zehn­ten begann, waren es vor allem Far­mer die damit ihre Land­ma­schi­nen befüll­ten. Die­se Zei­ten sind längst vor­bei, jetzt fah­ren hun­dert­tau­sen­de von Autos in den USA mit Etha­nol, was aus Getrei­de gewon­nen wird. Das Ver­fah­ren ist ein­fach. Aus Mais oder auch Rog­gen gemein­sam mit Hefe ent­steht bei der Gärung Mai­sche, die Grund­la­ge des Bio-Sprits. Was so bio­lo­gisch wert­voll klingt, hat aber einen schlech­ten Ruf. Die Her­stel­lung ver­schwen­det vie­le wich­ti­ge Roh­stof­fe. Ein kom­plet­ter Acker Mais lie­fert gera­de ein­mal 4000 Liter des wert­vol­len Etha­nols und das auch nur, wenn dem 8000 Liter Was­ser hin­zu geführt wer­den. Dazu kommt, dass die­ses gan­ze Acker­land nicht mehr zum Anbau zu Nah­rungs­mit­teln genutzt wer­den kann. Das hat zur Fol­ge, dass schon jetzt mehr Mais für den Sprit als für die Ernäh­rung ange­baut wird. Und die Prei­se für Nah­rungs­mit­tel steigen.

Aus die­sem Grund ist sich der Groß­teil der Öko­lo­gen einig, dass die­se Form der Kraft­stoff­ge­win­nung ein Irr­weg ist. Algen sei­en da die bes­se­re Alter­na­ti­ve, denn die brau­chen kein wert­vol­les Acker­land und auch kein Süß­was­ser, um zu gedei­hen und sind daher viel effi­zi­en­ter. Bei der Pho­to­syn­the­se der Algen ent­steht eine so gro­ße Men­ge CO2, wie spä­ter bei der Ver­bren­nung im Motor wie­der frei­ge­setzt wird, somit ver­hal­ten sich Algen abso­lut Neu­tral dem Kli­ma gegenüber.

Kommt jetzt der Kommerz?
Wür­de ein Hekt­ar in der Wüs­te mit Algen­be­cken zuge­stellt, dann wür­de man damit rund acht Mal so viel Bio­mas­se gewin­nen, wie zuvor der Bau­er mit sei­nem Mai­feld. Eine beein­dru­cken­de Leis­tung. Der Bau sol­cher Algen­be­cken ist jetzt auch der Plan des Unter­neh­mens Sap­phi­re Ener­gy. Nur so kann es nach Aus­sa­gen von Pyle gelin­gen, rie­si­ge Men­gen Algen zu pro­du­zie­ren und den Sprit dann zu wett­be­werbs­fä­hi­gen Prei­sen anzu­bie­ten. Ange­dacht ist ein Preis von 70 bis 100 US-Dol­lar für das Bar­rel Roh­öl. Die­ser Preis liegt klar unter dem von Erd­öl. Doch Algen sind und blei­ben leben­de Orga­nis­men, die müs­sen nicht ertrag­rei­cher wer­den, son­dern auch resis­tent vor Krank­hei­ten und wirk­lich Ern­te­fä­hig­keit zu besit­zen und das in gro­ßen Men­gen und lang­fris­tig betrach­tet. Dar­an arbei­tet man bei Sap­phi­re Ener­gy mit Hoch­druck, zunächst in einer klei­nen Anla­ge in New Mexico.

Gemein­sam mit CO2-Pro­du­zent Lin­de und Agrar­rie­se Mon­s­an­to soll bald ein Algen­feld von 120 Hekt­ar Grö­ße ent­ste­hen. Doch dies kann nur der Anfang sein. Noch rei­chern die Algen das Öl ledig­lich im Inne­ren an, rich­tig effek­tiv wird die Gewin­nung aber erst, nach der Ern­te und dem Aus­pres­sen. Die­ser Pro­zess ist aller­dings auf­wen­dig und teuer.

Des­halb gibt es längst ande­re For­schungs­an­sät­ze von Algen­züch­tun­gen, die nicht mehr geern­tet wer­den müs­sen. Sie schwit­zen gewis­ser­ma­ßen und erzeu­gen dabei den Treib­stoff. Da es in der Natur kei­ne sol­chen Algen gibt erklärt der Bio­lo­ge Ven­ter lapi­dar: „Des­halb müs­sen wir es eben bau­en.“ Ers­te Erfol­ge sind schon da und zwar in den Labo­ren des Unter­neh­mens Joule. In Brut­schrän­ken mit­hil­fe von Nähr­me­di­zin gedei­hen hier Aber­tau­sen­de klei­ner Mikro­or­ga­nis­men die als Grund­la­ge die­nen, um Erb­gut zu fil­tern und dar­aus die neu­en Superal­gen zu gewinnen.

Die klei­nen Orga­nis­men hei­ßen Cya­no­bak­te­ri­en und die ste­cken bis zum Hals in Glas­kol­ben. Hier lau­fen Tests bei denen Tag und Nacht simu­liert wird, außer­dem auch unter­schied­li­che Umwelt­be­din­gun­gen. So kön­nen die klei­nen Algen zei­gen, wie sie dem stand­hal­ten und was ihnen gefällt. Solch eine Test­an­la­ge steht zum Bei­spiel in Texas.

Rei­ner Kraft­stoff ohne Ben­zol und Schwefel
Das ist das Ergeb­nis des Bas­telns und Mani­pu­lie­rens der Algen, wenn­gleich der Auf­wand enorm ist. „Sie müs­sen die Zel­le davon über­zeu­gen, das Wachs­tum ein- und statt­des­sen das gewünsch­te Pro­dukt her­zu­stel­len, erklärt Robert­son das Ent­wick­lungs­prin­zip. Ergeb­nis: Blau­al­gen­stäm­me, die durch die eige­ne Mem­bran Alka­ne an die Luft abge­ben. Das ist ener­gie­rei­cher Koh­len­was­ser­stoff, wie es ihn eben auch im Die­sel Kraft­stoff gibt. Wäh­rend es beim Getrei­de eher durch­misch­ter Kraft­stoff ist, ist hier wirk­lich die rei­ne Form ver­füg­bar, der weder Ben­zol, noch Schwe­fel ent­hält. Laut Robert­son lässt sich so der Kraft­stoff direkt in das Auto tanken.

Anhand die­ser Tech­nik sol­len künf­tig 140.000 Liter des Bio­sprits gewon­nen wer­den und das pro Hekt­ar Land­flä­che. Die Labo­re wer­den zu High­tech-Bio­re­ak­to­ren. Die Algen sol­len den Bio­mais ablö­sen und so das Ener­gie­pro­blem lösen. Die ers­te Anla­ge gehört Joule, hat 500 Hekt­ar und steht in New Mexi­kos Wüste.

Die Fra­ge ist, ob das Sys­tem der Algen unter frei­em Him­mel auch so gute Erfol­ge erzie­len wird, wie unter kon­trol­lier­ten Labor­be­din­gun­gen. Es gibt Berech­nun­gen, dem­zu­fol­ge die neu­en Anla­gen mehr Ener­gie und Dün­ger ver­brau­chen dürf­ten, als der Mais- und Rog­gen­an­bau. Außer­dem reicht den Algen das Koh­len­di­oxid in der Luft nicht aus, sie brau­chen mehr CO2. Die­ses müss­te in Koh­le­kraft­wer­ken gewon­nen wer­den und zu den Algen­far­men trans­por­tiert wer­den. Genaue Plä­ne dazu gibt es bis­lang noch nicht.

Das Fah­ren mit Algen­sprit kann dauern
Soll­ten Algen wirk­lich den kom­plet­ten Bedarf an Treib­stoff für Euro­pa decken, dann müss­te eine Flä­che so groß wie Por­tu­gal mit den Algen­be­cken zuge­stellt wer­den. Zu die­sem Ergeb­nis kom­men nie­der­län­di­sche For­scher und ver­öf­fent­li­chen die­ses Ergeb­nis in der Fach­zeit­schrift „Sci­ence“. Wer die Pro­duk­ti­on ver­dop­peln oder ver­drei­fa­chen will, der muss in die Mikro­al­gen-Tech­no­lo­gie sprin­gen, geben die For­scher zu beden­ken. Das wol­len Robert­son und Pyle tun. Die bei­den Ent­wick­ler las­sen sich durch die­se Beden­ken nicht ent­mu­ti­gen. „Unfrucht­ba­res Land mit hoher Son­nen­ein­strah­lung gibt es zwei­fel­los genug auf der Erde, so Robert­son. Außer­dem lie­ße sich der Sprit aus den Algen mühe­los in die Raf­fi­ne­rien und Pipe­lines ein­spei­sen und so bedür­fe es für Flug­zeu­ge und Auto kei­ner­lei Änderungen.

Doch alle die Plä­ne sind lang­fris­tig gedacht und noch ist die Ent­wick­lung nicht so weit. Aktu­ell gilt der Kampf den Shrimps, denn die lie­ben die Algen und sind der größ­te Feind der Ent­wick­ler. Also noch vie­le klei­ne und gro­ße Stei­ne, die aus dem Weg zu räu­men sind auf dem Weg nach Bio­mas­se für den Treib­stoff der Zukunft.

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