Setzt die deutsche Landwirtschaft zukünftig auf Mikroalgen? Mit den einzelligen Wasserpflanzen lassen sich jedenfalls zahlreiche Wertstoffe produzieren – somit haben sie ein großes Potenzial als nachwachsender Rohstoff und Biomassequelle für die Bioökonomie. Im Verbundprojekt »FuTuReS« untersuchten Forschende des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB, der Universität Hohenheim in Stuttgart und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), unter welchen Bedingungen und für welche Zwecke sich die Algenkultivierung lohnt. Nach zwei Projektjahren zieht das Forschungsteam eine positive Bilanz: Der Schlüssel liegt in der richtigen Auswahl der Wertstoffe und der Nutzung von künstlichem Licht.
Genügsam und gleichzeitig produktiv
Mikroalgen sind genügsam und gleichzeitig produktiv: Sie benötigen nur Licht, Kohlenstoffdioxid (CO2) und ein paar Nährstoffe – und schon starten sie mit der Herstellung von Wertstoffen. Je nach spezifischer Algenart können die Einzeller etwa Farbstoffe, Omega-3-Fettsäuren oder Proteine produzieren, die beispielsweise für den Einsatz in der Lebensmittel- oder Kosmetik- industrie geeignet sind. Darüber hinaus stellen sie auch eine ideale Quelle für Biomasse dar, die sich als hochwertiges Futtermittel nutzen lässt. Eine Algenkultivierung könnte Landwirten somit potenziell vielversprechende Geschäftsfelder eröffnen.
Für das Projekt spielte das Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB erstmals verschiedene Kultivierungsszenarien im Pilotmaßstab durch: Die Algenzucht in Photobioreaktoren einerseits bei Sonnenlicht in Freilandanlagen oder Gewächshäusern und anderseits mit künstlicher Beleuchtung in geschlossenen Indoor-Anlagen. Die Forschenden setzten dabei die einzellige Kieselalge Phaeodactylum tricornutum ein, welche sich auch unter den Bedingungen des mitteleuropäischen Klimas gut züchten lässt. Der Fokus der Untersuchungen richtete sich auf die Produktion des Farbstoffs Fucoxanthin, von Eicosapentaensäure (eine Omega-3-Fettsäure, kurz EPA) und von Proteinen sowie die hierbei generierte Wertschöpfung.
