Zielsetzung

In den letzten 50 Jahren hat der Energie-Bedarf der Industrienationen exponentiell zugenommen. Das Wachstum der großen Schwellenländer wie China und Indien, aber auch Russland führt zu enormen Zuwächsen des Rohstoff- und Energiebedarfs. Für ihre Industrialisierung und Modernisierung benötigen diese Staaten Energie- und Rohstoffmengen, die den Bedarf in den alten Industrieländern in den Schatten stellen werden. Ebenso stimulieren sie die Wirtschaften der klassischen Industriestaaten und damit deren Energie- und Rohstoffverbrauch. Damit einher geht ein massiver Anstieg des klimaschädlichen Kohlendioxids in der Atmosphäre (siehe Abbildung 1). Die Ressourcen an fossilen Energieträgern und Rohstoffen sind jedoch endlich. Daher ist es zukünftig dringend notwendig, alternative Formen zur Energiegewinnung und Rohstofferzeugung zu erforschen und einzusetzen, die nicht an landwirtschaftlich nutzbare Flächen gebunden sind.

Zudem ist das Wachstum der Weltbevölkerung ungebrochen, dies bedingt einen steigenden Bedarf an Nahrungsmitteln. Ihre Produktion ist nicht ausreichend, da immer weniger Flächen landwirtschaftlich genutzt werden können und die Ernteverluste derzeit trotz der Verwendung von Pflanzenschutzmitteln nicht befriedigend in den Griff zu bekommen sind. Die Versorgung der Bevölkerung, insbesondere in den Entwicklungsländern, ist weder garantiert noch ausreichend. Vor diesem Hintergrund der mangelnden Versorgung ganzer Kontinente sind Maßnahmen, insbesondere zur Steigerung der Nahrungsmittel- Produktion zu diskutieren, die eine Verbesserung dieser Situation ermöglichen könnten. Ziel ist es, hochproduktive und dabei umweltverträgliche Produktionssysteme zu entwickeln.

Bildquelle: R.F. Keeling, S.C. Piper, A.F. Bollenbacher and J.S. Walker
Carbon Dioxide Research Group, Scripps Institution of Oceanography
University of California, La Jolla, California 92093-0444, U.S.A.

Die intelligente Nutzung von marinem Phytoplankton zur klimaschonenden Wiederverwertung von Kohlendioxid gekoppelt mit der Produktion von Energieträgern, Nahrungsmitteln und Plattformchemikalien, diesen innovativen Ansatz verfolgen die Experten bei Phytolutions - inspiriert von den natürlichen Prozessen in den Weltmeeren und adressiert damit die beschriebenen Herausforderungen. Denn Ozeane sind sehr effektive Kohlendioxid-Senken.  Das im Meer lebende Phytoplankton nimmt ähnlich Landpflanzen Kohlendioxid auf und nutzt den Prozess der Photosynthese zum Aufbau energiereicher Biomasse. Dabei produzieren die Algen klimafreundlichen Sauerstoff.

Marine Mikroalgen sind dazu besonders gut geeignet, denn sie produzieren bis zu zwanzigmal mehr Biomasse pro Fläche und Zeit als Landpflanzen. Zudem können sie auf Industrieflächen oder ausgetrockneten Landstrichen angebaut werden und benötigen zum Wachstum kein Süßwasser.

Vergleich der Produktionsraten von Biomasse, Quelle Phytolutions

Um den Prozess der natürlichen Kohlendioxid-Senke industriell zu verwerten, arbeiten bei Phytolutions international renommierte Ingenieure und Wissenschaftler aus verschiedenen Bereichen multidisziplinär zusammen –  gemeinsam mit weiteren industriellen und wissenschaftlichen Einrichtungen.

Schwerpunkte

Die Entwickler und Forscher von Phytolutions mit folgenden Aufgabenstellungen:

• der industriellen Umsetzung der Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung,

• der Entwicklung, dem Aufbau, der Optimierung und dem Betrieb effizienter Photobioreaktoren,

• der Entwicklung und dem Einsatz von verfahrenstechnischen Monitoring- und Steuerungssystemen zum Betrieb der Reaktorfarmen,

• der Selektion, der Produktion und der optimierten Kultivierung von Mikroalgen, die für eine industrielle Verwertung besonders geeignet sind,

• der Entwicklung und Anwendung geeigneter Hälterungsverfahren für die gezielte Produktion von Algen-Inhaltsstoffen,

• der chemischen und biotechnologischen Analyse,

• der Erhöhung von Wachstumsraten und Biomasse-Ausbeute – auch im Winter,

• der Optimierung und Entwicklung von effizienten Ernte-Technologien,

• der Entwicklung und Anwendung von Verfahren zur Konversion der Algenbiomasse,

• der Entwicklung von Verfahren zur Reduktion der Produktionskosten.

• der Entwicklung und dem Betrieb effizienter, kostengünstiger und einfachster Photobioreaktoren für Schwellenländer

Lösungen

Phytolutions betreibt dazu verschiedene Photobioreaktoren und wissenschaftliche Labors. Unterschiedliche Mikroalgen werden darin unter variierenden Umweltbedingungen produziert und untersucht.