Mikroalgen sind eine wichtige Säule einer zukünftigen Bioökonomie, denn sie produzieren ohne Konkurrenz zu landwirtschaftlichen Flächen eine große Vielfalt hochwertiger Produkte. Um diese Potenziale voll auszuschöpfen, bedarf es allerdings nicht nur gezielter Forschung und Entwicklung, sondern auch geeigneter politischer Rahmenbedingungen. Was genau zu tun ist, stellt die Dechema-Fachgruppe Algenbiotechnologie in ihrem neuen Statuspapier „Mikroalgen-Biotechnologie: Gegenwärtiger Stand, Herausforderungen, Ziele“ vor. Entlang der Wertschöpfungskette von der Algenanzucht bis zum Produkt beschreiben die Experten, welche Verfahren heute im Einsatz sind, welche Herausforderungen bestehen und wie diesen begegnet werden kann. Dabei diskutieren sie auch die gesellschaftliche Relevanz und beleuchten Chancen, die sich für Menschen in Entwicklungs- und Schwellenländern durch den Mikroalgenanbau bieten.

Vor einigen Jahren waren Mikroalgen als Klimaretter in aller Munde. Als die ersten Flugzeuge testweise mit Algen-Kerosin abhoben, berichteten die großen Tageszeitungen ausführlich über die kleinen Hoffnungsträger. Inzwischen ist es in der Öffentlichkeit wieder etwas ruhiger geworden. Das heißt aber nicht, dass sich bei den Mikroalgen nichts getan hätte – im Gegenteil.

Allerdings sind sich die Experten inzwischen darüber einig, dass die ausschließliche Erzeugung von regenerativen Kraftstoffen mit Algen aus Gründen des Klimaschutzes und der Wirtschaftlichkeit derzeit nicht sinnvoll ist. Die Forschung konzentriert sich daher in weiten Teilen auf hochwertigere Produkte aus Algen. Beispiele sind Nahrungsergänzungsmittel, Inhaltsstoffe für Pharmazeutika und Kosmetik oder wertvolle Futtermittel für Fischzucht und Landwirtschaft. In Kombination mit der Nutzung der Rest-Algenbiomasse zur Energiegewinnung sind reizvolle Konzepte für sogenannte „Algenbioraffinerien“ vorstellbar, die auf Basis von Algen eine Vielzahl unterschiedlicher Produkte liefern.

Um diese Potenziale voll auszuschöpfen, bedarf es einer gezielten Weiterentwicklung auf allen Stufen der Wertschöpfungskette. Von den geschätzt mehr als 100.000 Algenarten sind weniger als 10.000 klassifiziert, und nur etwa 20 Mikroalgenarten werden bislang wirtschaftlich genutzt. Hier schlummert ein Schatz an Naturstoffen und möglichen Produzenten, die durch Kultivierung nutzbar gemacht werden könnten. Für die Anzucht der Algen werden geschlossene Reaktoren mit Licht-durchlässigen Wandungen eingesetzt, damit die Organismen das einfallende (Sonnen-)Licht zum Wachstum nutzen können. Neue transparente Kunststoffe könnten erhebliche Verbesserungen bringen. Da die Aufarbeitung, also „Ernte“ und „Trocknung“ der Mikroalgen, heute immer noch den Löwenanteil der Energie verbraucht, empfehlen die Experten eine verstärkte Zusammenarbeit von Universitäten und Unternehmen, um diesen Schritt zu verbessern.

Ist ein Verfahren erst einmal im Labor entwickelt, muss es im größeren Maßstab getestet und verbessert werden. Doch Demonstrationsanlagen dafür sind bisher in Deutschland zu wenige vorhanden. Auch zum Aufbau von Produktionsanlagen fehlen den häufig kleinen und jungen Unternehmen die Mittel; Fördergelder für die Prozessentwicklung bis in den Demonstrationsmaßstab, ein freundliches Investitionsklima und einfachere Kontakte zu Geldgebern könnten helfen.

Profitieren können davon am Ende nicht nur die Industrieländer. In einigen Regionen Afrikas wie Kenia, Mauretanien und Madagaskar gibt es schon heute Versuchsanlagen für die Produktion von Proteinen zur Ernährungssicherung. Das Beispiel zeigt, wie wichtig die internationale Zusammenarbeit ist; dabei sollen sowohl Industrieländer untereinander kooperieren als auch mit Ländern, die dank ihrer klimatischen Rahmenbedingungen besonders gute Voraussetzungen für den Algenanbau bieten.