Mikroalgen produzieren wertvolle Pigmente, Omega-3-Fettsäuren oder Proteine für die Lebensmittel- und Kosmetikindustrie – einfach aus Licht, Kohlendioxid sowie rezyklierten kostengünstigen Nährstoffen aus landwirtschaftlichen Prozessen. Darüber hinaus stellen sie eine ideale Quelle für hochwertiges Futtermittel dar. Im Verbundprojekt FuTuReS haben Forschende des KIT gemeinsam mit ihren Forschungspartnern und im engen Austausch mit der Landwirtschaft das Potenzial der Algenkultivierung in Deutschland umfassend untersucht, schreiben die Untersucher in einer Pressemeldung.
“Unter günstigen Rahmenbedingungen könnte die Mikroalgenkultivierung für einige Akteure in der Landwirtschaft ein neues Geschäftsfeld werden, um regional, resilient und ganzjährig hochwertige Produkte zu erzeugen“, sagt Christine Rösch, die sich mit ihrer Forschungsgruppe Nachhaltige Bioökonomie am Institut für Technikfolgenabschätzung und Systemanalyse des KIT beteiligt: “Mikroalgen sind die veganen Kühe der künftigen Landwirtschaft.”
LED-Licht
Die Forschenden haben unter anderem herausgefunden, dass es am effektivsten ist, die Algen in skalierbaren Indoor-Anlagen mit LED-Licht zu züchten. Je nachdem, welches Produkt erzeugt wird, hat eine Algenkultur dabei gegenüber chemischen Syntheseverfahren sowohl wirtschaftlich, als auch ökologisch die Nase vorn und ermöglicht eine sichere dezentrale Produktion mit kurzen Transportwegen. Über die Resultate hinaus, lieferte das Projekt noch eine weitere wichtige Erkenntnis: Landwirtinnen und Landwirte sind den Algen gegenüber grundsätzlich aufgeschlossen. Bevor sie aber in die ‘veganen Milchkühe’ investieren, wünschen sie sich noch mehr Forschung und gezielte Förderung.
Herstellungskosten
Durch die unterbrechungsfreie Lichtversorgung tags und nachts konnten die produzierte Mikroalgen-Biomasse von 14 auf 123 Tonnen pro Hektar gesteigert und gleichzeitig die Kosten für die Herstellung eines Kilogramms Biomasse erheblich gesenkt werden – um ganze 70 Prozent. Zwar fällt der Strombedarf um etwas mehr als die Hälfte höher aus (54 Prozent), dafür werden deutlich weniger Wasser und Fläche benötigt (80 bzw. 86 Prozent). “Der gesteigerte Biomasse-Ertrag kompensiert die höheren Kosten der künstlichen Beleuchtung«, so das positive Fazit von Sebastian Weickert, wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Universität Hohenheim.
Lohnendes Geschäft
Mit Blick auf die Ausbeute der dabei produzierten Wertstoffe bietet sich dagegen ein differenziertes Bild. “Erfolgreich waren unsere Untersuchungen mit Blick auf Fucoxanthin und EPA – bei diesen hochpreisigen Produkten sehen wir, dass sich der Produktionsaufwand wirtschaftlich rechnet,” sagt Schmid-Staiger. Die darüber hinausgehende Gewinnung von Proteinen erhöht die Profitabilität allerdings nicht mehr, da Proteine global aktuell zu recht günstigen Preisen erhältlich sind.
“Für die Erzeugung der Biomasse mit künstlichem Licht benötigt man keine Agrarflächen oder kann stillgelegte landwirtschaftliche Infrastruktur nutzen, z. B. leerstehende Ställe. Dies und die hohen Ausbeuten bei wertvollen Stoffen machen die Algenkultivierung zu einem potenziell lohnenden Geschäft. Es kommt darauf an, welche Produkte man herstellen möchte und für welche Branche diese bestimmt sind,” resümiert Weickert.
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