Algen für Österreichs Zukunft

Sabine Edith Braun | aus HEUREKA 2/11 vom 25.05.2011

Österreichische Unternehmer bauen einen Photobioreaktor, der Treibstoff produzieren, CO2 vermindern und Omega-3-Fettsäuren herstellen soll

Einer der weltweit größten Photobioreaktoren entsteht gerade in NÖ: 22 sechs Meter hohe Module für je 4.000 Liter Wasser. Über ein Lamellensystem wird Wasser, in dem sich Algen befinden und dem Phosphor, Stickstoff, Sonnenlicht und CO2 zugeführt werden, ständig in Bewegung gehalten. Das Fett, das die Algen dabei produzieren, kann jederzeit abgeschöpft werden. Die "Stehzeiten“ zugeschraubter Reagenzgläser in klassischen Labors fallen weg. Die EU unterstützt das Projekt Ecoduna mit einer Million Euro.

Algen als Ressource können verschieden genutzt werden. Martin Mohr, einer der drei Geschäftsführer von Ecoduna, erklärt: "Erstens die Energiethematik. Mit dem Fett aus Algen haben wir eine Treibstoffquelle, die nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelkette steht. Zweitens betreiben wir Abwasserreinigung, denn wir wollen Abwasserströme für unsere Algen heranziehen: Phosphor aus Urin oder als Waschmittelrückstand im Wasser ist ein wichtiger Nährstoff für Algen. Drittens die Reduktion von CO2: Wir führen CO2, das anderswo als Abfall anfällt, dem Wasser zu. Viertens produzieren wir hochwertige Kohlenwasserstoffe für die Pharmazie und Kosmetikindustrie, etwa Omega-3-Fettsäuren. Denn die aus Fischen hergestellten Omega-3-Fettsäuren verlieren an Qualität wie an Quantität.“

Wie kommt man auf die Idee, eine solche Anlage zu bauen? "Ich beschäftige mich schon seit den frühen Achtzigerjahren mit dem Thema Ressourcensicherung. Bei der Suche nach neuen Energieträgern bin ich auf eine Studie des National Renewable Energy Laboratory, einer Abteilung des US-Departments of Energy, gestoßen. Die meinten, dass Algen als nachwachsender Energieträger bedeutsam sind. Kein anderer Bio-Energieträger hat eine größere Pro-Hektar-Ertragsleistung! Als dann der Ölpreis fiel, wurde das nicht weiterverfolgt. Aber seit er wieder gestiegen ist, wurde die Idee wieder aufgegriffen.“

Sehr schnell war Martin Mohr und seinem Geschäftspartner Franz Emminger klar, dass sie Mikroalgen züchten wollen. Dass sie die nötige Anlage selbst bauen, war, wie Mohr es nennt, eine "Anlassentwicklung“: Sie bastelten in einem Holzschuppen den ersten Reaktor-Prototypen.

Weder Mohr noch Emminger sind gelernte Naturwissenschafter. Sie kooperieren mit tschechischen Forschern. Ihre engsten wissenschaftlichen Berater sind der Italiener Giuseppe Torzillo und der Israeli Sammy Boussiba.

Boussiba von der Ben-Gurion-Universität, Präsident der International Society of Applied Algology, erklärt: "Wir bieten Unterstützung in Bezug darauf, welche Spezies in welchem Medium am besten zu kultivieren ist und bezüglich der Messung von Wachstum und Gesundheit der Alge. Außerdem helfen wir bei der Analyse der Algen-Biomasse, etwa beim Fettgehalt, der Zusammensetzung der Fettsäuren, beim Proteingehalt, etc. Das Microalgal Biotechnology Laboratory der Ben-Gurion-Universität wird das Ecoduna-Personal außerdem in Israel weiterbilden. Und wir helfen beim Aufbau des Labors in Österreich.“

Wie schafft man es, als Laie die Forschungselite von seinen Ideen zu überzeugen? "Wir haben nirgendwo mehr als einen Termin gebraucht“, sagt Martin Mohr. "Mario Tredici von der Uni Florenz, Präsident der European Algae Biomass Association, mit dem wir ebenfalls gesprochen haben, war gleich begeistert. Er meinte, unser System sei das erste, aus dem ein Maximum von achtzig Prozent aus dem Photosyntheseprozess herauszuholen ist.“

Eingkeit herrscht über das Potenzial des Ecoduna-Reaktors. Jiri Masojidek vom Institut für Mikrobiologie der tschechischen Akademie der Wissenschaften in Trebon erklärt: "In meinen Augen ist dieses Konzept eines Photobioreaktors wirklich einmalig. Es brauchte nur wenige Stunden Diskussion, dann waren ich und meine Kollegen überzeugt, dass das funktionieren kann.“

Giuseppe Torzillo von der Uni Florenz, der sich seit den Achtzigerjahren mit dem Thema Lichtverdünnung beschäftigt, hebt am Ecoduna-Projekt die Vorteile des Lichtverdünnungseffekts hervor. Dadurch erhöhe sich die Effektivität, Licht in Biomasse umzuwandeln: "Diese Bedingung ist essenziell zur Erhöhung der Ertragskapazität von Mikroalgen.“

Der Effekt ergibt sich aus dem spitzen Winkel, in dem das Licht auf die Algen im Lamellensystem des Bioreaktors auftrifft. Er sorgt dafür, dass die Alge das tut, was sie vor zehntausenden Jahren gelernt hat: sich auf schlechtere Zeiten einzurichten, indem sie Fett ansetzt.

Die Zusammenarbeit mit ausländischen Wissenschaftern erklärt Mohr so: "Wir haben herumtelefoniert, kamen aber sehr schnell drauf, dass eine intensivere Suche bei uns nichts bringt. Die Forscher an den Unis hier sind viel tiefer im Organismus der Alge drinnen, als für uns notwendig. In Österreich kennt man die Mikroalge nicht als wichtige Ressource. Die Israelis aber haben ein Biomasseproblem. Sie denken über jede Form von Biomasseproduktion anders nach als wir. Auch die Italiener sind typische Algenforscher.“

Giuseppe Torzillo schätzt den praxisorientierten Zugang der Unternehmer von Ecoduna. Auf jeden Fall ist die Zusammenarbeit mit Ecoduna für Torzillo "eine Möglichkeit, die Lücke zwischen Universität und kleinen Unternehmen zu überbrücken - und dabei die Wettbewerbsfähigkeit beider zu erhöhen“.

Auch Jiri Masojidek hebt den gegenseitigen Lerneffekt hervor: "Wir haben schon immer mit Bauingenieuren zusammengearbeitet, wenn wir neue Anlagen zur Algenkultivierung gebaut haben.“ Masojidek gehört bereits zur dritten Generation von Phykologen, die in Trebon forschen.

Michael Schagerl, Limnologe und Algenforscher an der Universität Wien, meint dazu: "Es gibt seit Jahrzehnten Photobioreaktoren aus dem akademischen Dunstkreis und unglaublich viele Publikationen dazu. Ideen und funktionierende Anlagen in kleinerem Maßstab sind vorhanden und werden auch von Firmen übernommen. Der Schwerpunkt der Universitäten liegt aber in der Forschung und Entwicklung und nicht in der Vermarktung.“

Details zur Ecoduna-Anlage kennt Schagerl nicht. "Ich bin schon sehr gespannt, wie die vielen Anforderungen an die Betreiber von Massenkulturanlagen hier gelöst werden.“

Schagerl nennt vier Aspekte, die für das Gelingen eines solchen Projekts wesentlich seien: "Erstens die positive Energiebilanz - die Strahlungsversorgung muss das ganze Jahr über gewährleistet sein. Zweitens das Verhindern des Anhaftens der Mikroalgen an den Wänden der Reaktoren. Röhrenreaktoren sind in Bezug auf Reinigung und Instandhaltung einfacher zu handhaben als Plattenreaktoren. Ein dritter Faktor ist das Problem Monokultur, das wir von Fichtenforsten her kennen. Durch genetische Veränderungen aufgrund vieler Generationszyklen steigt die Empfänglichkeit für Schädlinge. Der vierte Punkt ist die Verunreinigung. Will man Mikroalgen als Nahrungsergänzungsmittel auf den Markt bringen, sind strenge Qualitätskontrollen unumgänglich.“

Wie sehen die nächsten Schritte des Unternehmens Ecoduna aus?

Martin Mohr nennt seinen ersten großen Kunden: "Unsere erste Anlage wird für den schwedischen Vattenfall-Konzern, den größten thermischen Energieversorger Europas, in Betrieb gehen. Und im Herbst startet unsere eigene Anlage in Bruck/Leitha, die mehrfach ungesättigte Fettsäuren, also Omega-3-Säuren, produzieren wird.“

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