Hochschule Luzern: CO2-Reduktion – Luzerner Forscher setzen auf Mikroalgen  

Geht es nach dem Bundesrat soll die Schweiz bis 2050 klimaneutral werden. Bis dahin müsste also auch der Treibhausgasausstoss auf Null reduziert werden. Ein nicht ganz leichtes Unterfangen, denn der CO2-Ausstoss pro Person beträgt in der Schweiz aktuell rund fünf Tonnen pro Jahr.

Eine Lösung zur Verringerung der Treibhausgasemissionen besteht darin, mehr Bäume zu pflanzen. «Dies ist auf jeden Fall ein wichtiger Bestandteil einer klimaneutralen Zukunft», sagt Mirko Kleingries, Leiter des Kompetenzzentrums Thermische Energiesysteme und Verfahrenstechnik der Hochschule Luzern (HSLU). «Doch sie wachsen langsam und benötigen viel Land. Wir brauchen deshalb weitere Methoden, um der Atmosphäre CO2 zu entziehen.» Aus diesem Grund haben er und sein Team sich intensiv mit Mikroalgen beschäftigt. 

«Die Idee, Mikroalgen als Negativemissionstechnologie einzusetzen, ist das Resultat eines Vergleiches der Wachstumsraten unterschiedlicher Pflanzen. Mikroalgen wachsen mit Abstand am schnellsten und effizientesten», sagt Kleingries auf Anfrage. Mikroalgen vermehren sich laut Kleingries viel schneller als andere Pflanzen, weil sie nicht wachsen, sondern sich einfach teilen. 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. Darüber hinaus kommen die Mikroalgen auch in unseren Ökosystemen natürlich vor und sind anspruchslos. Kleingries: «Sie brauchen nur Wasser, Licht, CO2 und Nährstoffe, insbesondere gebundenen Stickstoff.» 

Gemeinsam mit seinem Team entwickelte er in den letzten 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», so 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. 

Kleingries ist optimistisch: «Wir sind sehr zuversichtlich, dass das Projekt erfolgreich sein wird. Die Produktion von Mikroalgen ist eine vielversprechende Lösung für eine biologische Negativemissionstechnologie.» Von «negativen CO2-Emissionen» spricht man, wenn bei einem Prozess der Atmosphäre mehr Kohlenstoffdioxid entzogen wird, als er produziert. 

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 gegründet werden. Das Team hat für das Erreichen dieser Ziele nun eineinhalb Jahre Zeit. 

Das HSLU-Team dürfte das erste in der Schweiz sein, das an einem Projekt über negative Emissionstechnologien mit Mikroalgen arbeitet. Doch obwohl es sich um eine vielversprechende Technologie handelt, sagt Kleingries: «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.»