Algen zum Abheben

Umweltschonenende Treibstoffquelle

Mit Hochdruck forschen Wissenschaftler in München an sauberen Flugzeugtreibstoffen. Algen, Sonnenlicht und CO2 sollen in nicht allzu ferner Zukunft genug Energie für die globale Luftfahrt liefern.

Sobald es dämmert in Ottobrunn, funkelt der Glasbau wie ein Smaragd inmitten der sonst eher grauen Architektur des Campus. Mehrere Pflanzenbecken und knapp 200.000 LED-Lampen lassen das Labor grün aufleuchten. Tatsächlich sind die Algen, die hier untersucht werden, echte Schmuckstücke. Sie enthalten so viel Energie, dass Experten sie bereits als grünen Nachfolger des schwarzen Goldes handeln.

Wenn Professor Thomas Brück (TU München) möchte, fühlt es sich an seinem Arbeitsplatz an wie im spanischen Almeria – oder wie in der Atacamawüste in Chile. In dem im Oktober 2015 eröffneten, 1.500 Quadratmeter großen Algentechnikum lässt sich praktisch jedes Klima simulieren. Verantwortlich dafür ist die größte Hochleistungs-LED-Anlage der Welt. Im Zusammenspiel mit einer Hightech-Klimaanlage und einem Lichtfühler auf dem Glasdach, der die Intensität der natürlichen Sonneneinstrahlung misst, können Lichtleistung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit beliebig angepasst werden.

Die Adressaten dieses weltweit einzigartigen Forschungsaufbaus schwimmen in kaskadenförmigen Bassins vor sich hin und sind mit dem bloßen Auge nur als grünliche Schlammschicht erkennbar: Mikroalgen. Sie sind es, die sich in LED-bestrahlten Wasserbecken fühlen sollen wie in Chile, Spanien oder Australien. "Wir wollen herausfinden, welche Algenart unter welchen klimatischen Bedingungen am besten gedeiht", erklärt Brück, der damit Grundlagenforschung für die Luftfahrt betreibt.

Professor Thomas Brück (TU München) bei seiner Algenzucht im bayerischen Ottobrunn

Effiziente Nutzpflanze

Auch wenn in dem Glasbau in Ottobrunn auf den ersten Blick wenig darauf hindeutet: Finanziell unterstützt von Airbus und dem Freistaat Bayern tüfteln Brück und sein Team im Rahmen des Projekts "AlgenFlugKraft" an einem Biotreibstoff, der die Abhängigkeit von petroleumbasiertem Kerosin verringern soll.

Mit der Alge setzen sie dabei auf eine Pflanze, die anderen Gewächsen in verschiedener Hinsicht weit überlegen ist: "Algen konkurrieren weder mit der Nahrungsmittelproduktion noch mit Landnutzung und wachsen etwa zehnmal schneller als Landpflanzen wie Mais", erklärt Brück. "Vor allem aber gehören sie zu den fettreichsten Organismen überhaupt."

Diese Eigenschaft ist von entscheidender Bedeutung, weil Fett der Energieträger ist, aus dem am Ende Treibstoff wird. Pro Hektar ist der Fettanteil bei Algen etwa 30 mal höher als bei Landpflanzen wie Raps. Neben diesen Effizienz- und Umweltgesichtspunkten spricht auch die biochemische Beschaffenheit für Kerosin aus Algen. Während etwa Rapsöl bei Minus 40 Grad fest wird und Bioethanol zu wenig Energie enthält, um ein Flugzeug anzutreiben, erfüllt Algenkerosin alle Vorgaben für sogenanntes Drop-in-Fuel: Es lässt sich ohne weitere Veränderung oder Zusätze als Flugzeugkraftstoff verwenden.

Ehe das Algenkerosin jedoch breitflächig eingesetzt werden kann, sind noch einige Hürden zu überwinden. Die Verfahren zur Kraftstofferzeugung müssen zum einen deutlich günstiger werden, als sie es heute wären. Zum anderen sind für Algenanbau und Umwandlung Standorte in aller Welt nötig, um den Treibstoff ökologisch sinnvoll einzusetzen. Ab 2030, hofft Brück, könnten die ersten Kraftwerke Algenkerosin produzieren und die CO2-Emissionen in der Luftfahrt um 30 bis 40 Prozent reduzieren. Die dafür nötigen Rohstoffe werden dann in größeren Becken wachsen, als es momentan der Fall ist - und unter der echten Sonne Spaniens, Australiens oder Chiles.

Mehrere Pflanzenbecken und knapp 200.000 LED-Lampen lassen das Labor der TU München grün aufleuchten. © Andreas Heddergott / TUM
Im 1.500 Quadratmeter großen Algentechnikum lässt sich mit der größten Hochleistungs-LED-Anlage der Welt, einer Hightech-Klimaanlage und einem Lichtfühler auf dem Glasdach, praktisch jedes Klima simulieren. © Andreas Heddergott / TUM