Sie gleicht einem Fliessband, diese langgezogene Stahlwanne in einem Treibhaus in Wädenswil. Grünliches Wasser fliesst zügig hindurch. Es handelt sich um die Algenzucht der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften (ZHAW). Algen sind seit ein paar Jahren in aller Munde – nicht nur in den Sushi-Bars, sondern auch unter Wissenschaftern und Zukunftsforschern. Sie wüchsen zehn Mal schneller als Gemüse, heisst es, und seien so reich an Proteinen, dass sie das Fleisch auf unserem Teller ersetzen könnten. Auch als Futtermittel der Zukunft werden sie angepriesen, sie sollen das Soja ersetzen und in Fischzuchten das Tiermehl. Und vor allem sollen sie schon bald die Treibstofftanks unserer Fahr- und Flugzeuge füllen, denn aus Algen lässt sich Biotreibstoff herstellen. Da sie auf brachliegenden Flächen statt auf Ackerland angebaut werden können, stehen sie dabei nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Sogar Kunststoff lässt sich aus ihnen fertigen, wodurch die Abhängigkeit von Erdöl weiter verringert und die CO2-Bilanz verbessert wird – theoretisch.

In der Praxis sind die kleinen grünen Organismen aber recht anspruchsvoll, wenn sie all diese Erwartungen erfüllen sollen. Das zeigt sich bei der Pilotanlage der ZHAW in Wädenswil. Ganz von selbst spriessen die Algen nicht: Eine Pumpe muss rund um die Uhr dafür sorgen, dass das Wasser fliesst und somit durchmischt wird – sonst sterben die Algen in den unteren Wasserschichten. Aus den Gasflaschen, die neben der Wanne stehen, wird Kohlendioxid ins Wasser gepumpt, das die Algen für ihr Wachstum benötigen. Auch Dünger muss zugeführt werden. Und nicht zuletzt funktioniert das Ganze im November nur in einem Gewächshaus, das die Betriebstemperatur der Algen gewährleistet. «All das steht einem kostengünstigen Anbau im grossen Stil im Weg», sagt Dominik Refardt, der die Forschungsgruppe leitet.

Auch Autokonzerne setzen drauf

Doch die Versprechungen sind gross genug, um einiges an Kapital fliessen zu lassen. So hat das Energiedepartement der Vereinigten Staaten in den vergangenen Jahren zweistellige Millionenbeträge in die Erforschung und Entwicklung von Algenprodukten investiert. Der japanische Automobilhersteller Mazda gab am 1. November bekannt, in Forschungsprojekte zu Treibstoff aus Algen einzusteigen, um die selbst auferlegten CO2-Reduktionsziele zu erreichen. Und der Ölkonzern Exxon hatte im Frühling angekündigt, im Jahr 2025 täglich 10'000 Barrel (ungefähr 1,5 Millionen Liter) Algentreibstoff herstellen zu können. Das ist immer noch wenig im Vergleich zum täglichen Ölverbrauch – aber es wäre ein grosser Schritt von der aktuellen Pilotphase hin zur Kommerzialisierung.

Derartige Engagements machen sich gut im Portfolio von Firmen, deren Branchen in Sachen Umwelt eher ein dreckiges Image haben. Doch ob die Algen tatsächlich liefern, was mit ihnen versprochen wird, ist fraglich. Dominik Refardt von der ZHAW sagt: «Es geistern völlig unrealistische Prognosen herum. Da werden etwa die Erträge einer schnell wachsenden Art mit den Inhaltsstoffen einer langsam wachsenden verrechnet.» Alge ist nicht gleich Alge, es gibt Zehntausende oder gar Hunderttausende Arten. Die bekanntesten sind diejenigen der Gattungen Spirulina und Chlorella, die als gesundheitsfördernde Nahrungsergänzungsmittel verkauft werden, sich aber nicht für die Produktion des Biotreibstoffs Ethanol eignen.

«Momentan finden wir Algen da, wo für geringe Mengen viel bezahlt wird: als Nahrungsmittelergänzung und in Kosmetikprodukten», sagt Refardt. In Zukunft erhofft er sich einen Markt für Algen als Proteinquelle – also als Nahrungsmittel für Menschen oder Futter für Tiere. So könnten Speisefischen in Zuchten Algen verfüttert werden – statt des üblichen Fischmehls, für das die Meere überfischt werden. Allerdings besteht wiederum die Gefahr, dass die Algenproduktion viel Dünger benötigt, der dann in der Landwirtschaft fehlt.

Doch gerade hier könnte die Nähe zu Fischzuchten eine Lösung bieten, wie sich in Wädenswil zeigt. Zwei Schritte neben der Algenzucht der ZHAW stehen Kunststoffbecken, in denen dicht an dicht Fische zappeln. Es sind Tilapia, beliebte Speisefische. Sie werden bislang nicht mit Algen gefüttert, vielmehr hat Refardt genau das Umgekehrte ausprobiert: Er hat das Abwasser der Fischzucht den Algen gegeben. Denn es enthält den Phosphor und den Stickstoff, den die Algen für ihr Wachstum benötigen. «Es war kein zusätzlicher Dünger mehr nötig», sagt Refardt. «Damit kommen wir unserem Ziel näher, Nährstoffe in Kreislaufen zu führen.» Und offenbar kamen die Algen auch damit zurecht, dass das Wasser alles andere als steril war und somit Fressfeinde der Algen erhielt.

Noch wird niemand satt davon

Der Ertrag der aktuellen Algenzucht – der letzten, bevor es in die Winterpause geht – wird allerdings nicht in Fischmäulern verschwinden. Vielmehr geht er an die Lebensmittelabteilung der ZHAW. Denn am effizientesten wäre es, wenn die Proteine aus den Algen nicht an Tiere verfüttert, sondern direkt von Menschen gegessen würden. «Wir haben auch schon einen Algenburger kreiert», sagt Refardt, «aber das war eher als Gag gedacht.»

Auf dem Teller landen Algen bislang fast nur als Umhüllung für Sushi oder als unsichtbare Verdickungsmittel in Fertiggerichten. Satt wird man davon nicht. Doch Alexander Mathys, Professor für nachhaltige Lebensmittelverarbeitung an der ETH Zürich, sieht in Algen als Nahrungsmittel grosses Potenzial. Er untersucht unter anderem, wie Algen zu schnellerem Wachstum angeregt werden können. Gerade weil die Algenzucht noch ein junges Forschungsgebiet ist, rechnet er damit, dass sich die Effizienz massiv steigern lässt. Auch in der Verarbeitung sind noch einige Entwicklungen nötig. Insbesondere müssen Methoden gefunden werden, um die Algenhüllen aufzuschliessen und die wertvollen Inhaltsstoffe herauszuholen – denn die menschliche Verdauung ist darin nicht sonderlich effizient.

Das bessere Kerosin

Doch was steckt überhaupt drin in einer Alge? Das ist eben abhängig von der Art und den Umgebungsbedingungen. Es wäre äusserst praktisch, diese Prozesse steuern zu können – zum Beispiel den Fettanteil zu erhöhen, um daraus den Flugzeugtreibstoff Kerosin zu erzeugen. In einem gewissen Mass kann das erreicht werden, wenn den Algen in bestimmten Phasen der Dünger entzogen wird. In den USA wird derweil eine möglicherweise effizientere Methode favorisiert: die gentechnische Veränderung der Organismen.

Wäre es da nicht einfacher, diejenigen Algen, die in den Meeren und Seen schwimmen, herauszuholen und zu nutzen? Zumal sich mit dem wärmeren Klima die Meldungen über Algenplagen häufen. Doch das sind eben nicht jene Algen, die für die Nutzung im grossen Stil interessant sind. Die grosse Invasion der Algen auf den Tellern, in den Futtertrögen, in den Treibstofftanks wird noch länger auf sich warten lassen.