Wenn heute in Deutschland ein Dieselmotor anspringt, enthält er zu etwa fünf Prozent Biodiesel, im Wesentlichen gewonnen aus Rapsöl. Besonders effektiv ist die Nutzung dieses Rapsdiesels jedoch nicht. Pro Hektar gibt’s gerade mal einen Jahresertrag von 1500 Litern. Ungleich mehr verspricht die Idee, nicht Raps oder auch Weizen, Mais und Zuckerrohr zu Biokraftstoff zu verarbeiten, sondern winzige Wasserlebewesen.
"Mikroalgen sind sehr effiziente pflanzenähnliche Organismen. Sie können deutlich höhere Erträge erzielen als traditionelle Energiepflanzen, auch deutlich höhere Ölerträge zum Beispiel als Ölpalmen. Das Potenzial ist sehr hoch."
Mikroalgen erzeugen Öl, und zwar hocheffizient, sagt Christine Rösch, Expertin für Technikfolgenabschätzung vom Karlsruhe Institute of Technology. Im Prinzip sind Jahreserträge von 15.000 Litern pro Hektar drin – glatt zehnmal soviel wie heute beim Raps. Und die Algen versprechen noch mehr. Rösch:
"Sie benötigen keinen hochwertigen Boden. Sie können sogar in Abwässern oder in salzigem Wasser produziert werden. Ein anderer Vorteil: Sie können täglich ernten, nicht nur einmal im Jahr. Und durch die Produktion in Reaktoren sind mögliche negative Umwelteffekte geringer als bei der traditionellen Agrarproduktion."
Das Problem: Die Algenzucht ist teuer. Bislang lohnt sie sich nur, um teure Spezialprodukte herzustellen – etwa den Algenfarbstoff Astaxanthin. Dieser wird dem Lachsfutter beigesetzt und färbt das Fleisch der Tiere schön rosa. Dafür werden die Mikroalgen in offenen Teichen gezüchtet. Für die Kraftstoffproduktion aber ist das nicht effizient genug. Denn in einem Teich bekommen nur die Algen an der Oberfläche genug Licht zum Wachsen. Deshalb experimentieren die Forscher mit Zucht-Reaktoren, die die Form von Röhren haben oder von flachen Platten. Hier bekommen alle Algen genug Licht. Aber, so Rösch:
"Diese Reaktoren sind bis jetzt nur im kleinen Maßstab verfügbar. Es gibt keine Erfahrungen über großtechnische Anwendungen. Und: Diese geschlossenen Reaktoren benötigen deutlich mehr Energie zur Kultivierung der Algen. Da bräuchten wir noch eine Entwicklung, dass diese Systeme weniger Energie brauchen."
Deshalb, sagt Christine Rösch, denkt man daran, die Algenfarmen in die unmittelbare Nähe von Kraftwerken, Chemiefabriken und Klärwerken zu platzieren.
"Die Algen würden als CO2–Quelle die Abgase von Kraftwerken nutzen, und auch die Nährstoffe aus Kläranlagen. Ansonsten müssten wir ja CO2 und auch Stickstoff und Phosphat teuer einkaufen."
Ein weiteres Hemmnis ist die Ernte der Algen. Gegenwärtig trennt man sie mit Energie fressenden Zentrifugen oder langsamer Sedimentation vom Wasser – beides unbrauchbar für die großindustrielle Energiegewinnung. Immerhin: Die Wissenschaft ist schon an neuen Verfahren dran. Christine Rösch:
"Es gibt sehr interessante Ansätze. Ein Ansatz ist, die Alge zu melken wie eine Kuh. Dass man die Mikroalge dazu bewegt, diesen Öltropfen auszuscheiden, sodass man diese Alge immer wieder nehmen kann."
Wie bitte – Algen melken? Wie soll das gehen?
""Man muss die Umgebung ändern: Algen produzieren diese Öle nur unter Stressbedingungen."
Stress bedeutet hier, dass man den Algen Futter vorenthält. Die Algen sollen also gemolken werden, indem man ihre Futterrationen gezielt dosiert. Eine Methode, die allerdings noch am Anfang steht. Es ist noch einiges an Forschung nötig, bevor man Algendiesel tanken kann, sagt Christine Rösch. Das sieht auch die Europäische Union so. Sie will mit einem neuen Forschungsprogramm herausfinden, ob und unter welchen Bedingungen sich der Algensprit wirtschaftlich herstellen lässt.
"Mikroalgen sind sehr effiziente pflanzenähnliche Organismen. Sie können deutlich höhere Erträge erzielen als traditionelle Energiepflanzen, auch deutlich höhere Ölerträge zum Beispiel als Ölpalmen. Das Potenzial ist sehr hoch."
Mikroalgen erzeugen Öl, und zwar hocheffizient, sagt Christine Rösch, Expertin für Technikfolgenabschätzung vom Karlsruhe Institute of Technology. Im Prinzip sind Jahreserträge von 15.000 Litern pro Hektar drin – glatt zehnmal soviel wie heute beim Raps. Und die Algen versprechen noch mehr. Rösch:
"Sie benötigen keinen hochwertigen Boden. Sie können sogar in Abwässern oder in salzigem Wasser produziert werden. Ein anderer Vorteil: Sie können täglich ernten, nicht nur einmal im Jahr. Und durch die Produktion in Reaktoren sind mögliche negative Umwelteffekte geringer als bei der traditionellen Agrarproduktion."
Das Problem: Die Algenzucht ist teuer. Bislang lohnt sie sich nur, um teure Spezialprodukte herzustellen – etwa den Algenfarbstoff Astaxanthin. Dieser wird dem Lachsfutter beigesetzt und färbt das Fleisch der Tiere schön rosa. Dafür werden die Mikroalgen in offenen Teichen gezüchtet. Für die Kraftstoffproduktion aber ist das nicht effizient genug. Denn in einem Teich bekommen nur die Algen an der Oberfläche genug Licht zum Wachsen. Deshalb experimentieren die Forscher mit Zucht-Reaktoren, die die Form von Röhren haben oder von flachen Platten. Hier bekommen alle Algen genug Licht. Aber, so Rösch:
"Diese Reaktoren sind bis jetzt nur im kleinen Maßstab verfügbar. Es gibt keine Erfahrungen über großtechnische Anwendungen. Und: Diese geschlossenen Reaktoren benötigen deutlich mehr Energie zur Kultivierung der Algen. Da bräuchten wir noch eine Entwicklung, dass diese Systeme weniger Energie brauchen."
Deshalb, sagt Christine Rösch, denkt man daran, die Algenfarmen in die unmittelbare Nähe von Kraftwerken, Chemiefabriken und Klärwerken zu platzieren.
"Die Algen würden als CO2–Quelle die Abgase von Kraftwerken nutzen, und auch die Nährstoffe aus Kläranlagen. Ansonsten müssten wir ja CO2 und auch Stickstoff und Phosphat teuer einkaufen."
Ein weiteres Hemmnis ist die Ernte der Algen. Gegenwärtig trennt man sie mit Energie fressenden Zentrifugen oder langsamer Sedimentation vom Wasser – beides unbrauchbar für die großindustrielle Energiegewinnung. Immerhin: Die Wissenschaft ist schon an neuen Verfahren dran. Christine Rösch:
"Es gibt sehr interessante Ansätze. Ein Ansatz ist, die Alge zu melken wie eine Kuh. Dass man die Mikroalge dazu bewegt, diesen Öltropfen auszuscheiden, sodass man diese Alge immer wieder nehmen kann."
Wie bitte – Algen melken? Wie soll das gehen?
""Man muss die Umgebung ändern: Algen produzieren diese Öle nur unter Stressbedingungen."
Stress bedeutet hier, dass man den Algen Futter vorenthält. Die Algen sollen also gemolken werden, indem man ihre Futterrationen gezielt dosiert. Eine Methode, die allerdings noch am Anfang steht. Es ist noch einiges an Forschung nötig, bevor man Algendiesel tanken kann, sagt Christine Rösch. Das sieht auch die Europäische Union so. Sie will mit einem neuen Forschungsprogramm herausfinden, ob und unter welchen Bedingungen sich der Algensprit wirtschaftlich herstellen lässt.