Algen: Mannig­fal­tiger Rohstoff­lie­fe­rant

Proteine, Spuren­ele­mente, Farb­stoffe, Mine­ra­lien, medi­zi­ni­sche Wirk­stoffe: Mikro­algen wie Makro­algen sind Basis für zahl­reiche Anwen­dungen.

Blau ist etwas ganz Beson­deres. Der fran­zö­si­sche Maler Yves Klein wurde welt­be­rühmt mit seinem mono­chromen Blau, wie beim wand­hohen Relief im Musik­theater in Gelsen­kir­chen. Aber nicht nur in der Kunst, sondern auch in der Welt der Lebens­mittel nimmt die Farbe eine spezi­elle Rolle ein. So sind blaufar­bige Lebens­mittel klar in der Minder­heit. Inso­fern war die Sonder­edi­tion eines blauen Bären zum runden Geburtstag eines bekannten Frucht­gum­mi­her­stel­lers ein echter Hingu­cker.

Statt dem synthe­ti­schen Lebens­mit­tel­farb­stoff Bril­lant­blau FCF (E133) ist für den besagten blauen Bären der Farb­stoff Phyco­cyanin aus einer Mikro­alge verwandt worden. Genauer gesagt aus Spiru­lina, die seit vielen Jahren auch in Deutsch­land kulti­viert wird. Es gibt sogar eine Algen­ge­nos­sen­schaft, deren Mitglieds­be­triebe mit der Anlagen­technik der Firma Novagreen Spiru­lina züchtet. Darunter unter anderem frühere Schwei­ne­halter, die mit der Mikro­alge versu­chen, eine neue Produk­tion zu etablieren.

„Neuland“ mit Spiru­lina

Trotz aller Vorschuss­lor­beeren ist die Spiru­linaer­zeu­gung hier­zu­lande ein nach wie vor schwie­riges Unter­fangen. Das weiß auch Jan Dohr­mann. Er ist geschäfts­füh­render Gesell­schafter der Firma Aqua­mondis, die auf dem GreenTec Campus im nord­frie­si­schen Enge-Sande auf dem Dach eines Rechen­zen­trums eine Demons­tra­ti­ons­an­lage zur Erzeu­gung von Spiru­lina betreibt. Offen­herzig gibt er Einblicke ins Anla­gen­kon­zept. Während Parterre die Server des Rechen­zen­trums heiß laufen und Wärme erzeugen, wird diese direkt in den ersten Stock geleitet, wo sie in einem flachen und über­dachten Becken eine Spiru­lina-Kultur in einem extrem alka­li­schen Wasser­me­dium beheizt.

Hauch­dünne und getrock­nete Spiru­lina – präpa­riert für die Weiter­ver­ar­bei­tung.
Makro­algen enthalten konzen­triert wert­volle Inhalts­stoffe.

Letzt­lich klima­neu­tral, denn das Rechen­zen­trum wird konse­quen­ter­weise mit erneu­er­baren Ener­gien (Wind, Sonne, Biogas) aus der nord­frie­si­schen Region gespeist. Und dessen Abwärme im Sinne des Kreis­lauf­ge­dan­kens genutzt wird, um Eiweiß und Farb­stoffe gedeihen zu lassen. Für Dohrman steht die Spiru­lina für eine neue Gene­ra­tion von Nahrungs­mit­teln, die eine drei­fa­chen Effekt vorweisen können: Sie erfor­dert kein (überall knapper werdendes) Acker­land, sie ist gänz­lich unab­hängig von fossilen Ener­gien und oben­drein souverän gegen­über knapper werdenden Wasser­res­sourcen. Zudem: Spiru­lina soll bei der Protein-Produk­tion pro Hektar Fläche angeb­lich 100-mal effi­zi­enter sein als die Rinder­hal­tung.

An diesem kühlen Tag im Vorfrüh­ling wachsen die Mikro­algen in Enge-Sande aller­dings nicht, weil die Außen­tem­pe­ra­turen einfach zu niedrig sind. So sind die klima­ti­schen Bedin­gungen in Mittel­eu­ropa tatsäch­lich ein begren­zender Faktor für den Meta­bo­lismus. „An mittel­eu­ro­päi­schen Stand­orten können wir maximal eine schwarze Null schreiben“, konsta­tiert Jan Dohr­mann. Deshalb will er zukünftig die Produk­tion auf die Kapverden verlegen.

Höherer Output in Äquator-Nähe

Ein mutiger Kraftakt, der hohe Inves­ti­tionen erfor­dert. Dohr­mann hält diesen Schritt aber für notwendig, weil die kapver­di­schen Inseln ideale Voraus­set­zungen bieten: Die Sonnen­ein­strah­lung ist doppelt so hoch wie in hiesigen Breiten und garan­tiert damit im Gegen­satz zu deut­schen Stand­orten mit 125 Tagen viel­ver­spre­chende 365 Produk­ti­ons­tage. Statt 15 Tonnen pro Hektar könne auf den Kapverden bis zu 60 Tonnen pro Hektar geerntet werden. Außerdem gibt es Strom aus PV und Wind­energie auf den kreo­li­schen Inseln vor West­afrika reich­lich; über­dies gibt es dort konstant durch­schnitt­lich 24 Grad Celsius warmes Meer­wasser, das in Entsal­zungs­an­lagen aufbe­reitet ein nach­hal­tiges Wasser­ma­nage­ment ermög­liche. Weiterhin bieten bereits exis­tie­rende Glas­fa­ser­in­fra­struk­turen alle Optionen digital-auto­ma­ti­sierter Prozess­steue­rungen bei der Spiru­lina-Produk­tion. Das Vorhaben von Aqua­mondis weckt auch die Aufmerk­sam­keit der Wissen­schaft. So arbeitet die Körber Tech­no­lo­gies GmbH bereits an weiteren Opti­mie­rungen der Spiru­lina-Produk­tion mit Hilfe von KI-Algo­rithmen.

Unab­hängig der unter­neh­me­ri­schen Heraus­for­de­rungen verweist Dohr­mann auf die welt­weit wach­senden Märkte von Spiru­lina. Während im Jahr 2022 laut Statis­tiken 436 Millionen Euro Umsatz erzielt wurden, gehen Prognosen davon, dass diese Zahl schon am Ende der jetzigen Dekade auf über eine Milli­arde steigen werde. Die Gesamt­nach­frage nimmt also zu, die Nach­frage nach nicht tieri­schen Eiweißen eben­falls.

Früher wurde auf der kapver­di­schen Insel Sal im großen Stil Meer­salz gewonnen, in Zukunft viel­leicht auch Mikro­algen?

Während noch offen ist, wie es mit den span­nenden Inten­tionen von Aqua­mondis weiter­gehen wird, ist die Firma ocean­BASIS GmbH bereits im Markt fest etabliert. Rund 20 Mitar­beiter zählt das Unter­nehmen aus Kiel, das aus Makro-Algen eine ganze Palette von Natur­kos­me­tika unter dem Marken­namen Ocean­well herstellt. Inez Linke ist Mitbe­grün­derin und Mitin­ha­berin der inno­va­tiven Firma. Die promo­vierte Meeres­bio­login und ihre Kolle­ginnen beschäf­tigen sich seit den 2000er Jahren intensiv mit diversen Ansätzen, um eine nach­hal­tige Nutzung an und im Küsten­meer für entweder Ernäh­rung und Gesund­heit oder als nach­wach­sende Rohstoffe für die Verar­bei­tung in verschieden indus­tri­ellen Berei­chen voran­zu­bringen.

Meere als Quelle nach­hal­tiger Produkte

Nach vielen Expe­ri­menten und Forschungs­pro­jekten, wie beispiels­weise eine Algen­zucht in der Kieler Förde, sind Linke und ihr Team schließ­lich bei der Extrak­tion von wert­vollen Inhalts­stoffen aus Makro­algen für Kosme­tika (Haut­cremes etc.) gelandet. „Ein Kilo­gramm Alge enthält die Spuren­ele­mente von 10.000 Liter Meer­wasser“, hebt Linke hervor. Wich­tige Stoffe wie Jod, Selen oder B12 – um nur einige zu nennen. „Im Gegen­satz zu Land­pflanzen nehmen die Makro­algen diese Spuren­ele­mente eben nicht über Wurzeln auf, sondern ausschließ­lich über ihre Blätter, deshalb ist die biolo­gi­sche Konzen­tra­tion so hoch“, erklärt Linke. Dabei liegt in der selbst­ent­wi­ckelten Technik zur Fermen­ta­tion von Algen­ex­trakten mittels spezi­eller Hefe­kul­turen wohl der eigene Schlüssel für den lang­fris­tigen Erfolg der ocean­BASIS GmbH, die sich im Übrigen selbst in der Verant­wor­tung sieht: Aus dem Verkauf eines jeden Ocean­well-Produkts gehen pauschal zehn Cent in den Meeres­schutz.

Dies schmä­lert die eigenen Ansprüche jedoch nicht: „Wir wollen zu den fünf bekann­testen Natur­kos­me­tik­marken in Deutsch­land werden“, sagt Linke. Obschon am Firmen­sitz direkt an der Kieler Förde die Ostsee zu riechen ist, bezieht das Unter­nehmen seinen Rohstoff von einer Algen­farm aus Norwegen. Wieso?  Ganz einfach: Zum einen sind die Norweger führend in der marinen Aqua­kultur und zum anderen mag die von der ocean­BASIS GmbH präfe­rierte Alge – ganz anders als die Spiru­lina – kalte Wasser­tem­pe­ra­turen. Im kühlen Wasser, welches es vor Norwegen noch gibt, wächst sie einfach schneller.

Balance zwischen großen Poten­zialen und deren Nutzung

Obwohl man als Unter­nehmen wachsen möchte, ist für Linke und ihr Team die nach­hal­tige Nutzung im Meer die Basis allen Tuns. „Wir dürfen aus dem Meer nicht mehr entnehmen, als es hergibt“, mahnt Chefin Inez Linke. „So unter­stützen wir mit unserer Initia­tive ‘Protect the Ocean‘ aktiv Meeres­schutz­pro­jekte wie unter anderem die Betreuung gefähr­deter Meeres­schild­kröten auf den Kapverden oder die Bergung von Geis­ter­netzen in der Ostsee.“

Dabei sind die nach­hal­tigen Poten­ziale, die das Meer offe­riert, noch längst nicht ausge­schöpft. Im Zuge des Ausbaus der Offshore-Wind­energie sehen manche Pioniere der Algen­wirt­schaft große Chancen. Dann nämlich, wenn in den Offshore-Wind­parks etwaige Algen­zuchten etabliert werden könnten, die die Funda­ment­struk­turen sinn­voll nutzen. Zumal Algen – es gibt schät­zungs­weise über 400.000 Arten (!) – sogar als „blaue Apotheke“ für die globale Medizin inter­es­sant sind: Zwar können auch marine Wirk­stoffe nicht das „Blaue vom Himmel“ vom Himmel verspre­chen, aber sie lassen span­nende Alter­na­tiven in der Behand­lung von Krank­heiten erwarten – dank beispiels­weise anti­tu­mo­raler Inhalts­stoffe. Bis es aber in der Praxis so weit ist, bedarf es aller­dings noch großer Anstren­gungen in Forschung und Entwick­lung. Fest steht schon heute: Der Algen-Meta­bo­lismus inspi­riert in unsi­cheren Zeiten an Land mehr und mehr Pioniere. So wie einst die Kunst von Yves Klein.