Knapp zehn Milliarden Menschen werden im Jahr 2050 auf der Erde leben. Eine der größten Herausforderungen der Zukunft ist es deshalb, die Ernährung für die rapide wachsende Weltbevölkerung sicherzustellen. Vor allem die Versorgung mit lebenswichtigen Proteinen ist ein Problem. Der Eiweißbedarf wird sich, so die Prognose, bis 2050 verdoppeln. Die Rede ist deshalb auch von einer „Eiweißlücke“. Da Ackerflächen nur begrenzt verfügbar sind und die Fleischproduktion nicht nur enorme Ressourcen verschlingt, sondern auch durch die Emissionen der Tiere der Umwelt schadet, geraten zunehmend innovative Proteinquellen in den Focus, vor allem in der Tierfütterung.
Wirtschaftliche Bedeutung noch gering
Eine Hoffnung richtet sich auf die Mikroalgen. Sie gehören zu den ältesten Organismen der Erde und sie gedeihen fast überall. Doch bisher scheiterte der systematische Einsatz dieser winzigen Pflanzen an der Möglichkeit, sie in großen Mengen anzubauen. Entsprechend gering ist ihre wirtschaftliche Bedeutung noch. Mit ihrer Technologie, Algen in industriellem Maßstab zu züchten, will die Firma Pond Technologies (CSE: POND; FRA: 400) diese Lücke schließen. Das kanadische Unternehmen ist Technologieführer bei der Kultivierung von Mikroalgen im Industriemaßstab. Mit dem Verfahren können Algen unabhängig von Klima und Standort gezüchtet werden.
Wieso ausgerechnet Mikroalgen zu einer der Lösung der aktuell größten Menschheitsprobleme beitragen können? Stefan Gäth, Professor für Abfall- und Ressourcenmanagement an der Universität Gießen und Gründer der Algenfarm Algenland, kann viele Gründe dafür anführen. Da Algen auch auf devastierten Flächen oder auf Gebäudedächern kultiviert werden können, gebe es keine Konkurrenz mit der Landwirtschaft um das ohnehin knappe Ackerland. Für die Mikroalge spreche auch ihre ungeheure Produktivität. Da sie weder Blüten noch Wurzeln habe, betreibe sie mit jeder Zelle Fotosynthese. Entsprechend groß sei die Ausbeute. „Der Flächenertrag übertrifft den herkömmlicher landwirtschaftlicher Kulturen um ein Vielfaches“, erläutert er. Dazu seien Mikroalgen „kleine Klimaretter“. Eine Tonne Algenbiomasse binde bis zu zwei Tonnen klimaschädliches Kohlendioxid (CO2) aus der Atmosphäre.
Anstelle von Import-Soja: Proteinfutter aus der Spirulina-Mikroalge
Vor allem aber machen die Mikroalge ihre wertvollen Inhaltsstoffe als alternative Proteinquelle interessant. Die Pflanze enthält eine Vielzahl lebenswichtiger Proteine bzw. essentieller Aminosäuren und darüber hinaus auch mehrfach ungesättigte Fettsäuren, Öle, natürliche Carotinoide und Vitamine. Da Lebewesen essentielle Aminosäuren selbst nicht herstellen können, müssen sie über die Nahrung zugeführt werden. Weil die Spirulina-Alge zu zwei Dritteln aus Protein besteht, könnte sie in Tierfuttermitteln einen Teil des Sojaschrots ersetzen. Zurzeit decken Sojaimporte aus Nord- und Südamerika etwa 40 Prozent des Eiweißbedarfs der EU – mit negativen Folgen für die Umwelt. In den Herkunftsländern werden Wälder für riesige Monokulturen abgeholzt. Auch die Verschmutzung der Luft und der Meere durch die Transporte auf Schiffen entfielen, wenn man in Europa gezüchtete Mikroalgen verwenden würden.
Versuche in Pferdefutter vielversprechend
Erste Versuche mit Spirulina-Algen bei der Pferdefütterung bezeichnet Gäth als vielversprechend. Er berichtet, dass sich das Verfüttern von Mikroalgen positiv auf die Vitalität und die Gesundheit der Tiere auswirke. Mit gutem Erfolg haben Wissenschaftler bereits vor mehreren Jahren Sojaschrot durch Algenproteine im Futter für Schweine und Masthähnchen ersetzt. Es stellte sich heraus, dass die Tiere das Futter gut aufnehmen und es auch gut verwerten können. Bei einem Versuch der Universität Göttingen mit Hähnchen zeigte sich, dass die Fütterung von Mikroalgen keine negativen Auswirkungen auf die Fleischqualität hat. Der Geschmack werde eher intensiver.
Vision: Klimaneutrales Fleisch
Einen spektakulären Erfolg kann das schwedische Startup-Unternehmen Volta Greentech vorweisen. Das Unternehmen hat sich auf den Weg gemacht, klimaneutrales Rindfleisch zu produzieren. Nach Schätzungen stammen fünf bis 14 Prozent der weltweiten Emissionen von den rund 1,5 Milliarden Rindern, die es auf der Erde gibt. Volta Greentech ist es gelungen, den Methanausstoß der Wiederkäuer durch das Zufüttern einer speziellen Mischung von Rotalgen um bis zu 80 Prozent zu verringern! Um das zu erreichen, genüge eine tägliche Dosis von 100 Gramm, so das Unternehmen. Methan ist ein Treibhausgas, das sich zwar nicht so lange in der Atmosphäre hält wie Kohlendioxid, aber 25-mal wirksamer ist.
Mehr Forschung: Spirulina statt Spinat auf dem Teller?
Auch auf dem Speiseplan des Menschen könnte die Spirulina-Alge eine Rolle spielen, glaubt Stefan Gäth, allerdings nicht als Hauptnahrungsmittel. Denkbar sei es aber, die Pflanze als Spinatersatz zu verzehren. „Wir machen entsprechende Versuche. Wir arbeiten auch mit einer Biobäckerei zusammen, die Algen in Brötchen und Brot verarbeiten“, sagt er. Er ist davon überzeugt, dass es sich lohnt, sich intensiver mit Algen zu beschäftigen, denn das Potenzial der verschiedenen Arten sei bei weitem noch nicht erforscht. Er verweist auf eine Sammlung für Algenkulturen in Göttingen, 2600 Algenstämme werden dort seit 1890 kultiviert.
Algen brauchen viel Wärme
Trotz viel versprechender Erfolge ist man von einem systematischen Einsatz von Mikroalgen in Tierfutter noch weit entfernt. Das liegt vor allem auch daran, dass die Möglichkeiten, Mikroalgen in großen Mengen herzustellen, begrenzt und entsprechend teuer sind. Denn auch wenn diese robusten Pflanzen fast überall angebaut werden können, so brauchen sie für ihr Wachstum doch eine Menge Energie. „Spirulina fühlt sich bei plus 30 Grad Celsius am wohlsten“, sagt Gäth. In seiner Algenfarm nutzt er das Sonnenlicht als Energiespender. Bei ausreichendem Licht könne auch im Winter produziert werden. Denkbar sei aber auch, Algenkulturen in der Nähe von Blockheizkraftwerken anzulegen, um die Abwärme und das entstehende Kohlendioxid als Dünger für die Kulturen zu nutzen. Den Ertrag der Algenfarm kann Gäth genau beziffern. „Wir produzieren etwa ein Kilogramm Trockenmasse pro Quadratmeter. Das entspricht zehn Tonnen auf 10 000 Quadratmetern.“
Bringt Pond-Technologie den Durchbruch?
Völlig unabhängig von den klimatischen Bedingungen ist dagegen die Technologie von Pond Technologies. Die Mikroalgen werden hier in Photo-Bioreaktoren in einer komplett kontrollierten Umgebung gezüchtet. Künstliche Intelligenz steuert spezielle, von dem Unternehmen entwickelte LED-Leuchten, sodass in den Reaktoren immer optimale Lichtverhältnisse herrschen. Auch bei der Düngung wird nichts dem Zufall überlassen. Gezielt wird CO2 in hoher Konzentration eingeleitet, um das Wachstum der Mikroalgen zu optimieren. Bei dieser Form der Algenkultivierung fällt der Ertrag 20 bis 50 Mal höher aus, als bei der Algenzucht in offenen Teichen. Außerdem sind die Reaktoren hermetisch abgeriegelt, so dass keine schädlichen Stoffe in die Kulturen gelangen können.
Fazit:
Pond hat erst vor wenigen Wochen eine erfolgreiche Finanzierung in Höhe von 3,5 Mio. CAD abgeschlossen. Ein guter Teil der frischen Mittel wird in das Segment Biotech fließen. Pond will das Potenzial von genetisch veränderten Mikroalgen als mikroskopisch kleine Bioreaktoren zur Vermehrung medizinischer Stoffe nutzen. Die Palette der Möglichkeiten reich von menschlichen Antikörpern, Hormonen bis hin zu CBD. Warum eine Hanfpflanze auf dem Feld anbauen, wenn man das gewünschte Produkt unter kontrollierten Bedingungen in einem Photo-Bioreaktor züchten kann. Das dürfte in Zukunft einmal insbesondere die Pharmaindustrie interessieren.
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