Abschmelzende Polkappen, ansteigende Meeresspiegel, Überschwemmungen und Dürrekatastrophen – die Folgen des Klimawandels sind eine globale Bedrohung. Hauptverursacher ist das Ansteigen des atmosphärischen Kohlendioxidgehalts durch die Verbrennung fossiler Energie. Doch es gibt auch Möglichkeiten, den CO2-Gehalt der Luft zu reduzieren. Prof. Walter Trösch, Leiter der Abteilung Umweltbiotechnologie und Bioverfahrenstechnik am IGB in Stuttgart, setzt auf Algen, wenn es darum geht, fossiles CO2 zu binden. Dazu hat er zusammen mit Dr. Ulrike Schmid-Staiger und der Subitec GmbH eine Reaktorplattform entwickelt, mit der sich CO2 aus Rauchgasanlagen verwerten lässt. Eleganter Nebeneffekt: Die Algen produzieren Vitamine und Fettsäuren sowie pharmazeutische Wirkstoffe und liefern regenerative Energien.

Der Folienreaktor funktioniert nach dem Prinzip eines Airlift-Reaktors. Dabei machen sich die Wissenschaftler den Blitzlicht-Effekt zunutze. Denn den Algen reicht es, wenn sie periodisch für kurze Zeit starkem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Dies wird durch eine gezielte Strömungsführung über statische Mischer erreicht. Die Forscher speisen CO2 aus der Verbrennung von Erdgas nach Abkühlung und Kondensatabscheidung direkt als CO2-Quelle in den Photobioreaktor ein, ohne dass dadurch das Wachstum der Algen beeinträchtigt wird. »Unsere Technologie reduziert nicht nur CO2, sie erlaubt es uns außerdem, Algenbiomasse unter Nettoenergieausbeute zu produzieren«, sagt Trösch. Der Reaktor selbst wird preisgünstig mittels Tiefziehtechnik aus Kunststofffolie in Form von zwei Halbschalen inklusive der statischen Mischer hergestellt. Mit Hilfe dieser Twin-Sheet-Technik konnte die Firma Subitec GmbH, eine Ausgründung aus dem IGB, die Herstellungskosten für den Photobioreaktor erheblich reduzieren.

»Algen sind eine bislang wenig genutzte natürliche Rohstoffquelle, die zur Lösung von weltweiten Ernährungs- und Gesundheitsproblemen beitragen kann«, erläutert der Wissenschaftler weiter. »Sie produzieren eine Vielzahl chemischer Grundstoffe mit hohem Wertschöpfungspotenzial für die Pharma- und die Nahrungsmittelindustrie.« Etwa natürliches Astaxanthin, ein roter Farbstoff mit antioxidativen und gesundheitsfördernden Eigenschaften, oder die Omega-3-Fettsäure EPA, die essenziell für den Menschen ist: Ein ernährungsbedingter Mangel an EPA wird in Zusammenhang mit einem erhöhten Risiko für Zivilisationskrankheiten wie Herzinfarkt und Schlaganfall gebracht. Algen können auch als Rohstoffe für die industrielle Biotechnologie oder alternative Energieversorgung dienen.