1. BioSC-Innovationsforum: Perspectives of Algal Technologies

Am 3.12.2014 fand am Forschungszentrum Jülich das erste BioSC-Innovationsforum mit rund 40 Teilnehmern statt. Es ging um Perspektiven für die Rohstoffgewinnung aus Algen, ein „hot topic“ der Bioökonomie.

Das Potenzial und die Vorteile von Mikroalgen sind seit langem bekannt. Als Einzeller, die fast ausschließlich aus Stärke, Lipiden und Proteinen bestehen, können sie als ganze Organismen verwertet werden. Sie haben hohe Wachstumsraten, produzieren im Vergleich zu Landpflanzen ein Mehrfaches an Biomasse pro Zeit und Fläche, können ganzjährig geerntet werden und belegen keine Ackerflächen. Außerdem sind sie sehr genügsam und in der Lage, verschiedenste organische Abfälle, unter anderem industrielle CO2-Emissionen, zu verwerten.
Trotzdem steckt die Nutzung von Algen noch weitgehend in den Kinderschuhen und ist häufig nicht rentabel. Mit der Kultivierung von Algen in geschlossenen Reaktoren hat man noch weitaus weniger Erfahrung als etwa mit der Kultivierung von Bakterien. Darüber hinaus ist die Ernte von Algen sehr aufwändig und es fehlen effiziente Methoden, z.B. Trennverfahren, für die weitere Verarbeitung.

Zu Beginn des Innovationsforums gab Marcel Janssen vom Algae PARC der Universität Wageningen einen Überblick über aktuelle Entwicklungen in der Algenbiotechnologie. Dabei ging es um die Entwicklung neuer Photobioreaktoren, beispielsweise Biofilmsysteme, und ihre Skalierbarkeit auf industrielle Maßstäbe, außerdem um die Entwicklung von Bioraffinerie-Konzepten für die Verarbeitung von Algen im industriellen Maßstab. Ein weiteres aktuelles Thema sind die Perspektiven für gentechnische Veränderungen bei Algen, z.B. die Steigerung der Produktakkumulation oder die Synthese neuer Produkte. Christian Pfaff vom FZJ gab später einen Überblick über das Spektrum hochwertiger Produkte, die mit Hilfe von Algen produziert werden könnten - von Vitaminen über ungesättigte Fettsäuren bis zu natürlichen Farbstoffen.

Dominik Behrendt vom Forschungszentrum Jülich stellte die Projekte AUFWIND und OptimAL vor, die sich mit der Produktion von Biokerosin aus Algen und der Optimierung der Algen in Bezug auf Produktivität und Lichtnutzung beschäftigen. Die Workshop-Teilnehmer hatten die Möglichkeit, Teile des „Algen Science Center“ im FZ Jülich zu besichtigen, das 2014 in Betrieb genommen wurden. Dort werden drei verschiedene Photobioreaktor-Systeme für die Algenkultivierung im industriellen Maßstab entwickelt und miteinander verglichen.

Ladislav Nedbal vom Forschungszentrum Jülich diskutierte die Möglichkeit, Algen zur Rückgewinnung von Phosphat einzusetzen. Die Vorkommen an Phosphatgestein, aus denen Phosphat für Dünger gewonnen wird, werden noch in diesem Jahrhundert größtenteils aufgebraucht sein, während sich gelöste Phosphate in Abwässern und letztlich in den Ozeanen anreichern. Algen sind in der Lage, große Mengen an Phosphat aufzunehmen und zu speichern. Mögliche neue BioSC-Projekte könnten untersuchen, inwieweit Algen Phosphat aus Abwässern entfernen können und ob phosphathaltige Algenbiomasse als Dünger genutzt werden kann.

Dietrich Kohlheyer vom Forschungszentrum Jülich stellte schließlich das „Lab-on-chip“ vor, eine Kultivierungstechnologie, die in Verbindung mit hochauflösender Bildgebung die Analyse einzelner Zellen ermöglicht. Entwickelt wurde diese Technologie für prokarytische Organismen, es wäre aber auch denkbar, sie in der Algenzüchtung einzusetzen.

In der abschließenden Diskussion wurden bereits erste Ideen für mögliche BioSC-Projekte formuliert. Inzwischen werden Projektanträge für den aktuellen SEED- und BOOST-Fund-Call vorbereitet. Interessierte Core Groups, die Kooperationspartner zu diesem Thema suchen, können sich bei der BioSC-Geschäftsstelle melden.