Insgesamt vier deutsche Forschergruppen haben sich zum Projekt "Biowasserstoffproduktion in Mikroalgen" zusammengeschlossen, um neue Wege und Möglichkeiten zur Verwendung der Algen zu erforschen. Das Projekt wird für die kommenden drei Jahre vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit insgesamt 1,8 Millionen Euro unterstützt. "Ein zentraler Punkt der Untersuchungen ist die Frage, warum und wie die Algen Wasserstoff produzieren", erklärt Michael Hippler vom Institut für Biochemie und Biotechnologie der Pflanzen an der Universität Münster, gegenüber pressetext. Neben der Arbeitsgruppe von Hippler sind Forscher vom Max-Planck-Institut für Molekulare Pflanzenphysiologie in Golm (Potsdam), der Universität Karlsruhe sowie die Universität Bielefeld beteiligt. "Es ist auch das erste Mal, dass Biologen und Verfahrenstechniker in Kooperation miteinander arbeiten, um neue Erkenntnisse zu gewinnen", erklärt der Experte.
"Ziel ist es aus der einzelligen Grünalge Chlamydomonas reinhardtii einen industrietauglichen Wasserstofflieferanten entwickeln", so Hippler. Dazu sei allerdings erst das Wissen erforderlich, unter welchen Umständen die Alge überhaupt Wasserstoff produziert und auch wie man sie dazu bringt, die Produktion zu erhöhen. "Wir haben uns für diese Grünalge deshalb entschieden, weil ihr Genom bereits sequenziert ist ." Es gehe nun aber darum, mechanistisch zu verstehen, welche Prozesse in dem Einzeller dazu führen, dass sie Wasserstoff produziert, welche Gene in den Algen aktiv sind und welche Proteine und Stoffwechselprodukte entstehen. Bei der in der Umwelt vorhandenen Wildform der Grünalge werden nur 0,1 Prozent der einfallenden "Lichtteilchen" zu Wasserstoffmolekülen umgesetzt. "Das ist aus ökonomischer Sicht zu wenig", meint Hippler, der darauf verweist, dass eine gentechnisch veränderte Mutante immerhin zehn Prozent des Lichts umsetzen könne. Eine Effizienzerhöhung in der Größenordnung zehn bis 100 Prozent werde angepeilt.
Das nächste Problem ist dann die Frage, ob die Algen im Großfermenter ebenso reagiert wie im Kleinformat. "Unser Team will den Sprung vom 25-Liter-Fermenter auf den 250-Liter-Fermenter schaffen", erklärt Hippler. In weiterer Zukunft sollen die Algen sogar in Millionen Liter großen Fermentern gezüchtet werden. "Ein Knackpunkt beim Bau der Fermenter ist die ausreichende Beleuchtung, da die Algen zur Wasserstoffproduktion Licht brauchen." Federführend bei diesem technischen Teilprojekt sind die Forscher aus Karlsruhe.
Ideal wäre ein geschlossener Kreislauf der Algen, die, nachdem sie Wasserstoff produziert haben, auch für die Herstellung von Biomasse, Biodiesel oder Biogas in Frage kommen. "Um all die dazu nötigen Informationen zu erhalten, müssen wir mehr Erkenntnisse gewinnen", so Hippler. Das Mikroalgen-Projekt ist mit der Arbeit des internationalen Konsortiums "Solar Biofuels" verknüpft. "Es gibt Machbarkeitsstudien der University of Queensland, dass bis 2014/2015 Fermenter mit einer Million Liter errichtet werden." Für Hippler ist das allerdings Zukunftsmusik. "Die Vorteile der Algen liegen sicher darin, dass sie auch deshalb als Energielieferanten besonders gut geeignet wären, da sie im Gegensatz zu Nutzpflanzen kein fruchtbares Land benötigen und somit auch nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion stehen." Zudem verbrauchen sie auch wesentlich weniger Wasser als Pflanzen, meint der Forscher abschließend. (pte)
