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Algen, die grünen Weltretterinnen

Sie sollen die Welt ernähren und klimaneutral Flugzeuge antreiben. Doch sind Algen tatsächlich so gut wie der Ruf, der ihnen vorauseilt?
Niklaus Salzmann
In diesem Algenbioreaktor in einem Treibhaus in Wädenswil züchtet die Zürcher Hochschule Algen. (Bild: ZHAW, Wädenswil/Fotograf: Frank Brüderli)

In diesem Algenbioreaktor in einem Treibhaus in Wädenswil züchtet die Zürcher Hochschule Algen. (Bild: ZHAW, Wädenswil/Fotograf: Frank Brüderli)

Sie gleicht einem Fliessband, die lang gezogene Stahlwanne in einem Treibhaus in Wädenswil. Grünliches Wasser fliesst zügig hindurch. Es handelt sich um die Algenzucht der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW). Algen sind seit ein paar Jahren in aller Munde – nicht nur in den Sushi-Bars, sondern auch unter Wissenschaftern und Zukunftsforschern. Sie wüchsen zehnmal schneller als Gemüse, heisst es, und seien so reich an Proteinen, dass sie das Fleisch auf unserem Teller ersetzen könnten. Auch als Futtermittel der Zukunft werden sie gepriesen, sie sollen Soja ersetzen und in Fischzuchten das Tiermehl.

Und vor allem sollen sie schon bald die Treibstofftanks unserer Fahr- und Flugzeuge füllen, denn aus Algen lässt sich Biotreibstoff herstellen. Da sie auf brachliegenden Flächen statt auf Ackerland angebaut werden können, stehen sie nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Sogar Kunststoff lässt sich aus ihnen fertigen, wodurch die Abhängigkeit von Erdöl weiter verringert und die CO2-Bilanz verbessert wird – theoretisch.

Auch Autokonzerne setzen darauf

In der Praxis sind die kleinen grünen Organismen aber recht anspruchsvoll, sollen sie alle Erwartungen erfüllen. Das zeigt sich bei der Pilotanlage der ZHAW in Wädenswil. Ganz von selbst spriessen die Algen nicht: Eine Pumpe sorgt rund um die Uhr dafür, dass das Wasser fliesst und durchmischt wird – sonst sterben die Algen in den unteren Wasserschichten. Aus Gasflaschen wird Kohlendioxid ins Wasser gepumpt, das die Algen für ihr Wachstum benötigen. Auch Dünger muss zugeführt werden. Nicht zuletzt funktioniert das Ganze im November nur im Gewächshaus, das die Betriebstemperatur der Algen gewährleistet.

«All das steht einem kostengünstigen Anbau grossen Stils im Weg», so Dominik Refardt, der die Forschungsgruppe leitet.

Doch die Versprechungen sind gross genug, um einiges an Kapital fliessen zu lassen. So hat das Energiedepartement der USA in den vergangenen Jahren zweistellige Millionenbeträge in Erforschung und Entwicklung von Algenprodukten investiert. Der japanische Automobilhersteller Mazda gab am 1. November bekannt, in Forschungsprojekte zu Treibstoff aus Algen einzusteigen, um die selbst auferlegten CO2-Reduktionsziele zu erreichen. Der Ölkonzern Exxon hatte im Frühling angekündigt, 2025 täglich 10 000 Barrel (ungefähr 1,5 Millionen Liter) Algentreibstoff herstellen zu können. Immer noch wenig im Vergleich zum täglichen Ölverbrauch – aber es wäre ein grosser Schritt von der ak­tuellen Pilotphase hin zur Kommerzialisierung.

Algensalat (Bild: Getty)

Algensalat (Bild: Getty)

Alge ist nicht gleich Alge

Derartige Engagements machen sich gut im Portfolio von Firmen, deren Branchen in Sachen Umwelt eher ein dreckiges Image haben. Doch ob die Algen tatsächlich liefern, was mit ihnen versprochen wird, ist fraglich. Dominik Refardt von der ZHAW sagt: «Es geistern völlig unrealistische Prognosen herum. Da werden etwa die Erträge einer schnell wachsenden Art mit den Inhaltsstoffen einer langsam wachsenden verrechnet.» Alge ist nicht gleich Alge, es gibt Zehntausende oder gar Hunderttausende Arten. Die bekanntesten sind diejenigen der Gattungen Spirulina und Chlorella, die als gesundheitsfördernde Nahrungsergänzungsmittel verkauft werden, sich aber nicht für die Produktion des Biotreibstoffs Ethanol eignen.

«Momentan finden wir Algen da, wo für geringe Mengen viel bezahlt wird: als Nahrungsmittelergänzung und in Kosmetikprodukten», sagt Refardt. In Zukunft erhofft er sich einen Markt für Algen als Proteinquelle – also als Nahrungsmittel für Menschen oder Futter für Tiere. So könnten Speisefischen in Zuchten Algen verfüttert werden – statt des üblichen Fischmehls, für das die Meere überfischt werden. Allerdings besteht wiederum die Gefahr, dass die Algenproduktion viel Dünger benötigt, der dann in der Landwirtschaft fehlt.

Noch wird niemand satt davon

Doch gerade hier könnte die Nähe zu Fischzuchten eine Lösung bieten, wie sich in Wädenswil zeigt. Zwei Schritte neben der Algenzucht stehen Kunststoffbecken, in denen Fische zappeln. Es sind Tilapia, beliebte Speisefische. Sie werden bislang nicht mit Algen gefüttert, vielmehr hat Refardt das Umgekehrte ausprobiert: Er gab das Abwasser der Fischzucht den Algen. Es enthält den Phosphor und den Stickstoff, den diese für ihr Wachstum benötigen. «Es war kein zusätzlicher Dünger mehr nötig», so Refardt. «Damit kommen wir dem Ziel näher, Nährstoffe in Kreisläufen zu führen.»

Der Ertrag der aktuellen Algenzucht wird aber nicht in Fischmäulern verschwinden. Vielmehr geht er an die Lebensmittelabteilung der ZHAW. Denn am effizientesten wäre es, wenn die Proteine aus den Algen nicht an Tiere verfüttert, sondern direkt von Menschen gegessen würden.

Die Grünalgenart Ulva Compressa wird in der Kosmetik genutzt. (Bild: Getty)

Die Grünalgenart Ulva Compressa wird in der Kosmetik genutzt. (Bild: Getty)

Auf dem Teller landen Algen bislang fast nur als Umhüllung für Sushi oder als unsichtbare Verdickungsmittel in Fertiggerichten. Satt wird man davon nicht. Doch Alexander Mathys, Professor für nachhaltige Lebensmittelverarbeitung an der ETH Zürich, sieht in Algen als Nahrungsmittel grosses Potenzial. In der Verarbeitung seien aber noch Entwicklungen nötig. Es müssen Methoden gefunden werden, um die Hüllen aufzuschliessen und die Inhaltsstoffe herauszuholen – die menschliche Verdauung ist da nicht effizient.

Überall hier sind Algen zu finden

Nahrungsergänzungsmittel Pillen und Pulver aus Spirulina und Chlorella gelten dank Inhaltsstoffen wie Vitaminen und Cholorophyll als Superfood. Eine medizinische Wirkung wird nicht explizit versprochen – so unterliegen die Produkte nicht der strengen Zulassungspflicht von Arzneimitteln.
Naturkosmetik Beauty-Produkte aus Algen liegen im Trend. Es heisst, die Wirkstoffe der Algen würden die Haut regenerieren und befeuchten, Falten glätten und mit ihren freien Radikalen die Alterung bremsen.
Tierfutter Der Vorteil von Algen gegenüber Soja ist, dass dafür kein Regenwald gerodet werden muss. Nachhaltig ist dies aber nur dort, wo der Verbrauch von Ressourcen für Anbau und Ernte tiefgehalten werden kann, wie durch den Einsatz von Recyclingdünger.
Nahrungsmittel Der Mensch könnte seinen Proteinbedarf mit Algen statt Fleisch decken. In den Niederlanden ist bereits ein Algenburger im Supermarkt erhältlich. Doch solche Nischenprodukte reichen nicht aus, um den globalen Fleischkonsum zu bremsen.
Treibstoff Algen nehmen beim Wachsen so viel Kohlendioxid auf, wie der Algentreibstoff beim Verbrennen abgibt. Klimaneutral sind sie trotzdem nicht, da für Anbau und Ernte Energie verbraucht wird. Wirtschaftlich interessant könnten sie werden, falls die Ölpreise massiv ansteigen.
Abwasserreinigung  Aus Dünger und tierischen Exkrementen gelangen Phosphor und Stickstoff in die Gewässer. Algen filtern diese Stoffe heraus, um sie für ihr Wachstum zu verwenden. Sie reinigen so das Wasser und können erst noch zur Gewinnung von Biogas verwendet werden. Probleme gibt es unter anderem aber, wenn diese Prozesse draussen ablaufen sollen: Denn andere Organismen verunreinigen das Wasser und verdrängen die gewünschten Algen. (nsn)

Fettanteil erhöhen für Kerosinherstellung

Doch was steckt überhaupt drin in der Alge? Das ist abhängig von Art und Umgebungsbedingungen. Es wäre praktisch, diese Prozesse steuern zu können – zum Beispiel den Fettanteil zu erhöhen, um daraus den Flugzeugtreibstoff Kerosin zu erzeugen. In den USA wird derweil eine möglicherweise effizientere Methode favorisiert: die gentechnische Veränderung der Organismen.

Wäre es da nicht einfacher, diejenigen Algen, die in den Meeren und Seen schwimmen, herauszuholen und zu nutzen? Zumal sich mit dem wärmeren Klima die Meldungen über Algenplagen häufen. Doch das sind eben nicht jene Algen, die für die Nutzung im grossen Stil interessant sind. Die Invasion der Algen auf Tellern, in Futtertrögen, in Treibstofftanks wird noch auf sich warten lassen.

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