Zwei Algen-Bioraffineriekonzepte wurden umfassend auf ihre Nachhaltigkeit untersucht: Abschlussberichte von EU-Projekten jetzt verfügbar
Viele Innovationen zu Anbau und Verarbeitung von Algen machen neue Nutzungskonzepte möglich. Derzeit konzentrieren sich viele Ansätze auf die Produktion hochwertiger Algenbestandteile u. a. zur Verwendung als Nahrungsergänzungsmittel oder Pharmazeutika.
Im Rahmen von zwei EU-geförderten Forschungsprojekten mit einem Gesamtbudget von 10 Millionen Euro wurde die Nachhaltigkeit von zwei dieser Konzepte umfassend untersucht. Im Projekt D-Factory wurde die seit Jahrzehnten etablierte industrielle Kultivierung der Alge Dunaliella salina optimiert und das Produktportfolio wurde von einem auf bis zu neun Produkte erweitert. Im Projekt PUFAChain wurden neue Algenstämme zur Produktion mehrfach ungesättigter Fettsäuren (polyunsaturated fatty acids, PUFAs) identifiziert sowie deren Kultivierung und Verarbeitung etabliert und optimiert.
Die integrierten Lebenszyklus-Nachhaltigkeitsbewertungen, die die gesamten Produktlebenszyklen von der Wiege bis zur Bahre berücksichtigten, umfassten Ökobilanzen, Bewertungen lokaler Umweltauswirkungen, Lebenszykluskostenrechnungen und Sozialbilanzen. Diese wurden ergänzt durch Analysen potenzieller technologischer, marktbezogener, regulatorischer und politischer Barrieren und Risiken. Daraus ergaben sich u. a. die folgenden Erkenntnisse für eine nachhaltige Gestaltung von Algen-Bioraffineriekonzepten:
1. Alle derzeitigen Algenkultivierungs- und Verarbeitungsmethoden erfordern hohe Aufwendungen. Beim gegenwärtigen Entwicklungsstand sind aber z. B. Minderungen vieler Umweltlasten um bis zu 90% möglich. Eine umfassende Nachhaltigkeitsbewertung hilft, diese Potenziale zu realisieren.
2. Wichtig für die Nachhaltigkeit ist insbesondere die Verwendung von:
- CO2 aus Abgasen (ohne Verlängerung der Nutzungsdauer z. B. von fossilen Kraftwerken)
- So viel eigenem erneuerbaren Strom (insbesondere solar) wie möglich
- Landwirtschaftlich nicht nutzbaren Flächen
- Standorten ohne Wasserknappheit
3. Die Futtermittelproduktion aus Nebenprodukten kann ökologische und soziale Lasten durch vermiedene Landnutzung enorm verringern und sogar gewisse zusätzliche Gewinne erzielen.
4. Direkte Konkurrenz zu fermentativ hergestellten Produkten sollte vermieden werden, weil dies eine große Herausforderung für algenbasierte Verfahren darstellen kann.
5. Regulatorische Randbedingungen sind wichtig: Kleine und mittelständische Unternehmen sollten bei Zulassungsverfahren ggf. unterstützt werden und eine mögliche Konkurrenz mit Solarenergie um Flächen muss langfristig in Politikstrategien berücksichtigt werden.
Wenn sich die dynamische technologische Entwicklung unter Berücksichtigung von Nachhaltigkeitsaspekten fortsetzt, hat die Algenkultivierung und -nutzung ein großes Potenzial, zu einem wichtigen Baustein der Bioökonomie zu werden.
Die vollständigen Endberichte der Umwelt- und Nachhaltigkeitsbewertungen können hier heruntergeladen werden:
Environmental assessment of Dunaliella-based algae biorefinery concepts
Integrated sustainability assessment of Dunaliella-based algae biorefinery concepts
Environmental assessment of algae-based PUFA production
Integrated sustainability assessment of algae-based PUFA production
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Ansprechpartner:
Dr. Guido A. Reinhardt, Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (ifeu)
Weitere Informationen zu den abgeschlossenen Projekten:
D-Factory: The Micro-Algae Biorefinery
Das D-FACTORY-Konsortium besteht aus insgesamt 13 Forschungs- und Industriepartnern aus 8 Län-dern: University of Greenwich (UK) (Koordinator), A4F Algafuel SA (Portugal), Dynamic Extractions (UK), Evodos (Netherlands), Hafren Investments Ltd (UK), Instituto de Biologia Experimental e Tecno-lógica (Portugal), Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (Germany), In Srl (Italy), The Marine Biological Association (UK), NATECO2 GmbH & Co (Germany), National Technical University of Athens (Greek), Natural Beta Technologies Ltd (Israel), SP Technical Research Institute of Sweden (Sweden).
PUFA Chain: The Value Chain from Microalgae to PUFA
Das PUFAChain-Konsortium besteht aus insgesamt 9 Forschungs- und Industriepartnern aus 4 Län-dern: Georg-August-Universität Göttingen (Germany) (Koordinator), A4F Algafuel SA (Portugal), MAH-LE InnoWa GmbH (Germany), Natex Prozesstechnologie GesmbH (Austria), Cremer OLEO GmbH & Co. KG (Germany), Fraunhofer IZI-BB (Germany), Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg (Germany), Stichting Dienst Landbouwkundig Onderzoek (Netherlands), EurA Consult AG (Germany).