Auf ihrer Suche nach dem idealen Kandidaten, der schnell wächst, sich im industriellen Maßstab züchten lässt und große Mengen Pflanzenöl herstellt, konzentrieren sich die Forscher um den Ozeanographen John Cullen auf Arten rund um Hawaii. Der Forscher von der Dalhousie-Universität in Halifax arbeitet mit zwei Forschungslaboren in den USA zusammen eines an der Universität von Südmississippi, das andere in Hawaii und steht unter Vertrag mit Cellana, einem Gemeinschaftsunternehmen von Shell und HR Biopetroleum. Auf Hawaii baut Cellana bereits die erste Testanlage zur Planktonzucht. Ein Vorteil von solch heimischem Plankton ist, dass es ökologisch unbedenklich ist. Sollte es beispielsweise versehentlich in den Ozean zurückgelangen, so ist dies kein Grund zur Beunruhigung. Anders sähe es mit genetisch veränderten Organismen aus.
Doch Cullen ist überzeugt, dass es keines genetischen Eingriffs bedarf, da die Natur bereits den am besten geeigneten Organismus geschaffen hat. “Wir müssen ihn nur finden”, erklärt er gegenüber wissenschaft.de. Und wie sieht das ideale Phytoplankton aus? Zunächst einmal muss es schnell wachsen. Sich einmal am Tag zu verdoppeln, ist in der Welt der einzelligen Pflanzen keine Seltenheit für die groß angelegte Zucht wäre eine höhere Verdopplungsrate wünschenswert.
Doch die Bedingungen, unter denen die Algen im industriellen Prozess wachsen sollen, kommen nicht bei allen Planktonarten gut an. Es bedarf einer gewissen “Duldsamkeit” auf Seiten der Einzeller, um in einer sich windenden, durchsichtigen Röhre zu gedeihen, wie sie für die Zucht der Organismen verwendet wird. “Sie sehen aus wie Rohre voll mit Spinatsuppe”, flachst Cullen. Solch ein Photobioreaktor hat jedoch den Vorteil, dass die Forscher genau kontrollieren können, wie viele Nährstoffe, wie viel Kohlendioxid und wie viel Licht den Planktern zur Verfügung steht. In anderen Worten: Sie können es den Zellen so bequem wie möglich machen und somit das Wachstum anheizen. Außerdem lässt sich in einem solchen geschlossenen System die Kontaminierung mit Viren oder mit anderen, unerwünschten Algenarten vermeiden.
Wenn die Zellen sich an die Bedingungen im Photobioreaktor gewöhnt haben und kräftig wachsen, geht es von der Röhre in große, flache Becken unter freiem Himmel. Unter der unerbittlichen Sonne von Hawaii teilen sie sich fleißig weiter bis ihnen die Nährstoffe ausgehen. Doch die Photosynthese lässt sich nicht einfach auf Kommando abstellen, wenn die Nahrung knapp wird. So nehmen die Algen weiterhin Licht auf und produzieren nun, da ihnen wichtige Bausteine für das Zellwachstum fehlen, Pflanzenöl statt Proteine. In der freien Natur dient das Öl als Energiespeicher, um schlechte Zeiten zu überdauern. Im Industrieprozess werden die Zellen nach diesem Schritt jedoch geerntet, und das Pflanzenöl wird zu Biodiesel weiterverarbeitet. Was übrig bleibt, sind zu einem Großteil Proteine, die als Futtermittel genutzt werden könnten.
Im Vergleich mit anderen Pflanzen, die derzeit zur Biodieselgewinnung angebaut werden, schneidet Phytoplankton gut ab: Es kann pro Hektar mindestens 15-mal so viel Öl produzieren wie Raps oder Soja. Dieser Vorteil ergibt sich aus dem durchschnittlich hohen Ölanteil und der rapiden Vermehrung der Einzeller. Um die Produktion so effizient wie möglich zu gestalten, suchen die Wissenschaftler nicht nur nach Arten, die schnell wachsen und viel Pflanzenöl herstellen, sondern auch nach den idealen Bedingungen, um die Ölerzeugung anzuheizen. Versuch macht klug, und so zieht Cullen den Vergleich mit den ersten Bierbrauern: “Mit zunehmender Zeit, Forschung und Erfahrung werden die Ergebnisse besser und besser.”
Er spricht nicht ohne Stolz von dem noch jungen Projekt, vor allem weil das Vorhaben vielen vergleichbaren Ansätzen, die oft mit Süßwasseralgen arbeiten, eines voraushat: Es benötigt kein kostbares Trinkwasser. Auch konkurrieren die Einzeller nicht mit dem Lebensmittelanbau um Land, da die Anlagen zur Algenproduktion keines landwirtschaftlich nutzbaren Bodens bedürfen. Was die Plankter dagegen brauchen, ist Kohlendioxid, und so könnte die Produktion auf lange Sicht sogar an industrielle Anlagen gekoppelt werden, die das klimawirksame Gas ausstoßen, das dann von den Algen wieder aufgenommen wird.
