Gesucht: die bestmöglichen Wachstumsbedingungen für Mikroalgen (Bild: HSLU).

Mirko Kleingries, Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik der Hochschule Luzern und Masterabsolvent Reto Tamburini präsentieren einen Photobioreaktor am Swiss Energy Forum (Bild: HSLU).

Mikroalgen für das Klima

Publiziert

Weniger CO2 produzieren reicht nicht aus, um bis im Jahr 2050 klimaneutral zu sein. Dafür muss es zusätzlich gelingen, CO2 aus der Atmosphäre zu entfernen. Weltweit am wirksamsten ist zu diesem Zweck bis dato: Bäume pflanzen. Effizienter jedoch sind Mikroalgen. Die Hochschule Luzern erforscht deshalb die besten Bedingungen für die Algenzucht und steht vor der Gründung eines Start-ups. Das Projekt hat den Stiftungsrat der Gebert Rüf Stiftung Überzeugt, die das Team mit der «First Ventures»-Unterstützung fördert.

Von «negativen CO2-Emissionen» spricht man, wenn bei einem Prozess der Atmosphäre mehr Kohlenstoffdioxid entzogen wird, als er produziert. Pflanzen erzeugen negative Emissionen: Wenn ein Teil des Kohlenstoffs langfristig im Boden verbleibt, so sind Wälder beispielsweise insgesamt CO2-negativ. Das ist der Grund, warum verschiedene Organisationen sich dafür einsetzen, möglichst viele Bäume zu pflanzen. «Bäume zu pflanzen ist auf jeden Fall ein wichtiger Bestandteil einer klimaneutralen Zukunft», sagt Mirko Kleingries, Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik der Hochschule Luzern. «Doch sie wachsen langsam und benötigen viel Land. Wir brauchen deshalb weitere Methoden, um der Atmosphäre CO2 zu entziehen.» So haben er und sein Team sich intensiv mit Algen beschäftigt - mit Mikroalgen, genau genommen.

Reaktoren für schnelles Wachstum
Mikroalgen heissen die Pflanzen deshalb, weil sie unglaublich winzig sind - ein Gramm von ihnen kann zwei Milliarden Algen enthalten. Diese Kleinstlebewesen haben gleich mehrere Vorteile: Dadurch, dass sie nicht wachsen, sondern sich teilen, vermehren sie sich in kurzer Zeit. Weil sie so klein sind, nehmen sie Nährstoffe schnell auf. Sie binden ausgesprochen viel CO2 - bis zu 70 Prozent ihrer Masse kann aus Kohlenstoff bestehen. Jedes dieser Kohlenstoffatome hat vorher einem Kohlendioxidmolekül in der Atmosphäre angehört. Darüber hinaus kommen die Mikroalgen auch in unseren Ökosystemen natürlich vor und sind anspruchslos. «Sie brauchen nur Wasser, Licht, CO2 und Nährstoffe, insbesondere gebundenen Stickstoff», erklärt Kleingries. Er und sein Team, in dem sich auch Master-Studierende befinden, entwickelten deshalb in den vergangenen zwei Jahren auf dem Campus Horw Bioreaktoren, die bestmögliche Bedingungen für ein schnelles Wachstum der Mikroalgen bieten. Wichtig ist dabei, dass die Züchtung der Algen möglichst wenig Energie verbraucht, um den Effekt nicht zunichtezumachen. «Wir züchten die Algen mit natürlichem Tageslicht», verdeutlicht Kleingries. Die Bioreaktoren haben einen weiteren Vorteil gegenüber anderen Methoden, die zum Beispiel an der Küste mit Meerwasser arbeiten: Es dringen kaum Bakterien in die Algenzucht, die sonst das Wachstum zum Erliegen bringen können; die Bioreaktoren am Campus Horw sind geschlossene Systeme.

Vom Forschungsprojekt zum Start-up
Die Gebert Rüf Stiftung hat dem Projekt Anfang Mai die «First Ventures»-Unterstützung zugesagt. Damit sollen nun hocheffiziente Bioreaktoren entwickelt werden, die fast ausschliesslich mit natürlichem Sonnenlicht arbeiten. Sind die Projektergebnisse vielversprechend, soll das Start-up Arrhenius AG gegründet werden. Zu den Gründungsmitgliedern werden auch Masterabsolventen und -absolventinnen gehören. Ihr Ziel: diese Technologie weiterentwickeln und auf den Markt bringen. Im Moment hat ein Reaktor einen Flächenbedarf von etwa 20 m2 und kann jährlich über eine Tonne CO2 binden. Allerdings: der jährliche CO2-Ausstoss pro Person beträgt in der Schweiz aktuell rund fünf Tonnen. Ziel ist es deshalb, grössere und leistungsfähigere Reaktoren zu bauen. Finanzieren will das Start-up dies über Klimazertifikate.Haben die Mikroalgen ihren Dienst getan, so können sie getrocknet und anschliessend vergraben werden. Wichtig ist, dass sie nicht in Kontakt mit Sauerstoff kommen. Dafür müssen sie etwa einen Meter unter der Erde liegen. «Negative Emissionen allein können unsere Probleme nicht lösen - in erster Linie müssen wir immer noch weniger Energie verbrauchen und den CO2-Ausstoss dramatisch reduzieren. Aber Mikroalgen können zusätzlich einen wichtigen Beitrag leisten, um unsere Klimaziele zu erreichen», fasst Mirko Kleingries zusammen.

First-Ventures-Unterstützung der Gebert Rüf Stiftung
Mit «First Ventures» fördert die Gebert Rüf Stiftung Bachelorund Masterstudierende von Fachhochschulen, die in ihrer Abschlussarbeit eine innovative Geschäftsidee entwickeln. Die Unterstützung umfasst einen finanziellen Projektbeitrag von bis zu CHF 150’000 sowie ein individuell abgestimmtes Coachingprogramm.
Die Gebert Rüf Stiftung ermutigt damit talentierte Bachelorund Masterstudierende dazu, nebst dem formalen Studienabschlusses auch eine Start-up-Gründung ins Auge zu fassen. Ziel ist es, eine Kultur der «Science Entrepreneurship» zu fördern und so das unternehmerische Potenzial an den Fachhochschulen zu stärken.

EVENTS

Siams

Die Messe der Produktionsmittel der Mikrotechnik

Datum: 16.-19. April 2024

Ort: Moutier (CH)

Hannover Messe

Transfoming Industry Togheter

Datum: 22.-26. April 2024

Ort: Hannover (D)

IFAT

Weltleitmesse für Wasser-, Abwasser-, Abfall- und Rohstoffwirtschaft

Datum: 13.-17. Mai 2024

Ort: München (D)

drupa

Weltweit führende Fachmesse für Drucktechnologien

Datum: 28. Mai-07.Juni 2024

Ort: Düsseldorf (D)

ArbeitsSicherheit Schweiz

Fachmesse für Arbeitssicherheit, Gesundheitsschutz und Gesundheitsförderung am Arbeitsplatz

Datum: 05.-06. Juni 2024

Ort: Zürich (CH)

EPHJ-EPMT-SMT

Internationale Ausstellung für Uhrenindustrie, Mikrotechnologie und Medizinaltechnik

Datum: 11 – 14 Juni 2024

Ort: Genf (CH)

Achema

Internationale Leitmesse der Prozessindustrie

Datum: 10.-14. Juni 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

SENSOR + TEST

Internationale Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik

Datum: 11.-13. Juni 2024

Ort: Nürnberg (D)

all about automation

Fachmesse für Industrieautomation

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

maintenance Schweiz

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung und Facility Management

Datum: 28.-29. August 2024

Ort: Zürich (CH)

Rehacare

Die REHACARE ist die internationale Fachmesse für Rehabilitation, Prävention, Inklusion und Pflege.

Datum: 25. - 28. September 2024

Ort: Düsseldorf (D)

FachPack

Europäische Fachmesse für Verpackung, Technik, Veredelung und Logistik

Datum: 24.-26. September 2024

Ort: Nürnberg (D)

W3+ Fair Jena

Europas führende Plattform für Forschung und Innovationskraft

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Jena (D)

Cleanzone

Internationale Fachmesse und Kongress für Reinraumtechnologie

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Frankfurt am Main (D)

Ilmac Lausanne

Networking. Forum. Aussteller

Datum: 25.-26. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

Ilmac

Fachmesse für Prozess- und Labortechnologie

Datum: 18.-19. September 2024

Ort: Lausanne (CH)

IN.STAND

Die Messe für Instandhaltung und Services

Datum: 08.-09. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

VISION

Weltleitmesse für Bildverarbeitung

Datum: 08.-10. Oktober 2024

Ort: Stuttgart (D)

IFAS

Fachmesse für den Gesundheitsmarkt

Datum: 22.-24. Oktober 2024

Ort: Zürich (CH)

ALL4PACK EMBALLAGE

The global marketplace for Packaging Processing Printing Handling

Datum: 04.-07. November 2024

Ort: Paris (F)

electronica

Weltleitmesse und Konferenz der Elektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

SEMICON Europa

Europäische Leitmesse für Mikroelektronik

Datum: 12.-15. November 2024

Ort: München (D)

VALVE WORLD EXPO

Weltweite Leitmesse für Industrie-Armaturen

Datum: 03.-05. Dezember 2024

Ort: Düsseldorf (D)

LABVOLUTION

Europäische Fachmesse für innovative Laborausstattung und die Optimierung von Labor-Workflows

Datum: 20.-22. Mai 2025

Ort: Hannover (D)

Automatica

Die Leitmesse für intelligente Automation und Robotik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

LASER World of PHOTONICS

Weltleitmesse und Kongressfür Komponenten, Systeme und Anwendungen der Photonik

Datum: 24.-27. Juni 2025

Ort: München (D)

SINDEX

Schweizer Messe für industrielle Automatisierung

Datum: 02.-04. September 2025

Ort: Bern (CH)

CMS Berlin

Internationale Leitmesse für Reinigung und Hygiene

Datum: 23.-26. September 2025

Ort: Berlin (D)

POWTECH

Pharma.Manufacturing.Excellence

Datum: 23. - 25. September 2025

Ort: Nürnberg (D)

A + A

Messe und Kongress für Arbeitsschutz und Arbeitssicherheit

Datum: 04.-07. November 2025

Ort: Düsseldorf (D)

AQUA Suisse

Die Schweizer Fachmesse für kommunales und industrielles Wassermanagement.

Datum: 26.-27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

Pumps & Valves

Die Fachmesse für industrielle Pumpen, Armaturen & Prozesse

Datum: 26. - 27. November 2025

Ort: Zürich (CH)

interpack

Führende Messe für Prozesse und Verpackung

Datum: 07.-13. Mai 2026

Ort: Düsseldorf (D)

Bezugsquellenverzeichnis