Sonne, CO2 und Salzwasser – mehr brauchen die Cyanobakterien der Firma Algenol Biofuels nicht, um Ethanol herzustellen. Und dabei sind sie wesentlich effektiver als andere Biokraftstoff-Lieferanten. Die erste Pilotanlage läuft bereits.
Von Gesa Terstiege und Melanie Bergs
Sie hängen in dichten Reihen, Tausende durchsichtige Plastikmatten, die an breite Luftmatratzen erinnern. Jede ist mit etwa 50 Liter Salzwasser gefüllt. Darin leben die kleinsten Sprit-Lieferanten der Welt – Cyanobakterien. Sie brauchen nicht mehr als Sonnenlicht und Kohlenstoffdioxid (CO2), um daraus Ethanol herzustellen. Das kann als Benzinbeimischung direkt in den Tank wandern. „Unsere Bakterien sind kleine Ethanol-Fabriken“, sagt Alexandra Friedrich von der Algenol Biofuels Germany GmbH. Die Firma gehört zur Algenol-Gruppe mit Hauptsitz in Florida. Hier wird derzeit eine Pilotanlage aufgebaut. Künftig soll sie sich auf einer Fläche von 14,6 Hektar erstrecken, das entspricht mehr als 20 Fußballfeldern.
Cyanobakterien betreiben ebenso wie Pflanzen Photosynthese. Das heißt, sie nutzen Sonnenenergie und CO2, um daraus Zucker herzustellen, den sie für ihr Wachstum benötigen. „Wir haben die Bakterien so verändert, dass sie aus ihrem normalen Stoffwechsel einiges von dem fixierten Kohlenstoff abzweigen und daraus Biokraftstoff herstellen“, sagt Friedrich. „Unser Ziel ist eine möglichst große Ethanol-Ausbeute, so dass wir eine wirtschaftliche Kraftstoff-Produktion erreichen können.“ Die Forscherinnen und Forscher haben dafür im Labor nach den höchstproduktiven und stabilsten Exemplaren gesucht.
„Bis zu zehnfach höherer Ertrag als Zuckerrohr“
In der Pilotanlage im Süden der USA finden die Bakterien optimale Bedingungen vor. „Für die Treibstoff-Herstellung brauchen Cyanobakterien viel Sonne“, erklärt Friedrich. „Eine ganzjährige Produktion wäre in Deutschland daher undenkbar.“ Im Gegensatz zu anderen Biokraftstoff-Lieferanten sind die kleinen Organismen wesentlich genügsamer. Wer Treibstoff aus Pflanzen wie Raps oder Zuckerrohr gewinnen will, benötigt dafür große Ackerflächen, die somit für die Nahrungsmittel-Produktion verloren gehen. Zudem verbrauchen Energiepflanzen große Mengen an Trinkwasser.
Die Cyanobakterien von Algenol sind außerdem wesentlich effektiver als Energiepflanzen. Die Bakterien stellen den Biokraftstoff selbst her, so dass er direkt aus der Produktionsanlage abgezapft werden kann. Raps oder Zuckerrohr müssen dagegen erst aufwendig verarbeitet werden, um Treibstoff zu gewinnen, was wiederum zusätzlichen Energieaufwand bedeutet. „Wir können mit Cyanobakterien einen bis zu zehnfach höheren Ertrag erzielen als mit Zuckerrohr“, sagt Friedrich. Darüber hinaus kann die verbleibende Biomasse zu weiteren Kraftstoffen wie Biodiesel oder -kerosin verarbeitet werden.
Das Bundesforschungsministerium hat das Projekt, das die Algenol Biofuels Germany GmbH in Zusammenarbeit mit deutschen Universitäten und Forschungseinrichtungen vorantreibt, im Rahmen der Fördermaßnahme „e:Bio – Innovationswettbewerb Systembiologie“ unterstützt. „In der Pilotanlage können wir schon jetzt aufgereinigtes Ethanol herstellen“, sagt Friedrich. „Im Moment arbeiten wir noch daran, die Produktion im großen Maßstab stabil zu halten.“ Bis das erste Auto mit Biosprit von Cyanobakterien fahren kann, werden jedoch noch einige Jahre vergehen.