Know-how & Partnerschaften

Sie sind klein, unscheinbar und grün – und haben grosses Potenzial. Mikroalgen gehören zu den spannendsten Organismen unseres Planeten. Zoe Abeln und Peter Zeller aus dem Studiengang Energie- und Umwelttechnikhaben in ihrer Bachelorarbeit unter-sucht, wie sich ein Mikroalgen-Reaktor auf die Flache eines halben Fussball-feldes vergrössern liesse: Darin könnte schon bald eine Schweizer Mikroalgen-produktion wachsen.

Aquarien für die Stadtluft

Schon früher im Studium hatten sich die beiden mit Mikroalgen beschäftigt – mit winzigen Einzellern, die CO₂ binden, Sauerstoff produzieren und sich als Lebensmittel oder Biotreib-stoff nutzen lassen. Die Studierenden hatten damals Bilder von Algenreaktoren in Städten oder an Bushaltestellen gesehen – wie Aquarien, nur für Algen. «Ich dachte sofort, so lasst sich die Stadtluft effizient sau-bern», sagt Abeln. Gemeinsam nahmen sie Kontakt zur Arrhenius AG auf, einem Spin-off der Hochschule Luzern, das grossflächige Algenreaktoren entwickelt. Mit dem Unternehmen hatten sie bereits bei einer Projekt-arbeit zusammengearbeitet. Ihr Ziel war nun, zu prüfen, ob sich der Reaktortyp von Arrhenius im grossen Massstab für die Lebensmittel-produktion eignet. «Ab da lief die Bachelorarbeit wie von selbst», erinnert sich Zeller. Sie verglichen Technologien, analysierten Kosten und Wirkungsgrade, testeten Reaktorgeometrien und simulierten den Prozess mit Excel. Arrhenius unter-stützte sie dabei intensiv mit Fach-expertise, Kontakten und praxisnahen Antworten.

Volles Haus bei der Präsentation

Für ihre Arbeit holten Abeln und Zellerbei zahlreichen Unternehmen Ange-bote, technische Daten und Preisangaben ein. Einige Firmen reagierten offen, andere wussten mit der Anfragezweier Studierender wenig anzufangen. «Manche Unternehmen nahmen uns ernst, andere eher nicht», sagt Zeller. Mikroalgen gelten heute als vielversprechende Antwort auf zentrale Fragen von Ernährung und Klimaschutz. Das zeigte sich auch bei der Präsentationihrer Arbeit: Dort waren ebenfalls viele Dozierende aus fachfremden Bereichen anwesend und hörten zu. Das Interesse der Studierenden am Thema bleibt bestehen, auch wenn nun erst eine Pause ansteht: «Die Motivation ist da, aber direkt weiterzumachen, ist zunächst nicht geplant», sagt Abeln. Zeller möchte sich noch anderen Themen widmen, bevor er vielleicht später zu den Algen zurückkehrt.

Interview mit der Projektleitung

Warum ausgerechnet Mikroalgen?

Peter Zeller: Am Anfang klang das ungewöhnlich, aber je mehr wir uns damit beschäftigten, desto spannender wurde es.

Zoe Abeln: Wir wollten etwas Sinnvolles machen. Mikroalgen wachsen schnell, brauchen kaum Platz und helfen beim Klimaschutz: Sie filtern bis zu 50-mal mehr CO₂, aus der Luft als Bäume. Das fanden wir sehr beeindruckend.

Wie funktioniert das genau?

Zoe Abeln: Mikroalgen nehmen CO₂ auf und wandeln es durch Photosynthese in Biomasse um. Wird diese im Boden gespeichert, gelangt das CO₂ nicht zurück in die Atmosphäre. So entfernen sie aktiv Treibhausgas aus der Luft. Das ist ein anderer Ansatz als bei vielen Klimaschutzmassnahmen, die vor allem auf weniger Ausstoss setzen.

Peter Zeller: Und solche Anlagen können fast überall aufgestellt werden, auf Brachflächen, Industriegeländen oder sogar in der Wüste.

Aber eure Anlage zielt eher auf die Nahrungsmittelproduktion ab, oder?

Peter Zeller: Ja, in der Schweiz macht es vor allem Sinn, Mikroalgen als hochwertiges Lebensmittel zu nutzen. Zum Beispiel Spirulina, das ist ein echtes Superfood voller Eiweiss, Eisen, xGLA.

Zoe Abeln: Klar, momentan ist die Herstellung noch etwas teuer. Aber mit grösseren Anlagen könnten Mikroalgen eine echte, nachhaltige Alternative zu Fleisch oder Fisch werden.

Hattet ihr vorher schon mit Mikroalgen zu tun?

Zoe Abeln: Nur mit Makroalgen, also zum Beispiel Nori im Sushi (lacht). Zudem habe ich mir mal Spirulinapulver für Smoothies gekauft. Am Anfang schmeckt es ungewohnt, aber es ist einfach eine Frage der Gewohnheit.

Peter Zeller: Bei mir war das im Studium, da ging es um synthetische Treibstoffe: Mikroalgen wurden dort als klimafreundliche Alternative zu Benzin oder Diesel vorgestellt.

Wie seid ihr bei der Entwicklung vorgegangen?

Peter Zeller: Wir haben den gesamten Prozess in einzelne Teilfunktionen zerlegt und gemeinsam mit der Arrhenius AG für jede die beste Lösung gesucht. Das wird morphologischer Kasten genannt, ein hilfreiches Tool, um strukturiert an komplexe Probleme heranzugehen. 

Zoe Abeln: Konkret haben wir geschaut: Wie verteilt sich das Licht optimal? Welche Materialien sind langlebig? Wie ist es möglich, Energie zu sparen und Kosten zu senken? Wir haben nicht nur auf die Technik geschaut, sondern auch auf Wartung und Alltagstauglichkeit.

Wie realistisch ist es, dass die Idee umgesetzt wird?

Peter Zeller: Die Firma Arrhenius arbeitet bereits daran, Teile weiterzuentwickeln. In Luzern soll bald ein kleiner Prototyp gebaut werden. Es bleibt also nicht nur bei der Theorie, aber ein paar Feineinstellungen sind schon noch nötig.

Zoe Abeln: Für uns war es auf jeden Fall ein wichtiger Schritt, um die Technologie weiterzubringen. Damit sie in Zukunft wirklich einen Beitrag zum Klimaschutz leisten kann.

Was hat euch besonders begeistert?

Zoe Abeln: Wie viel Interesse es für das Thema gibt! Egal ob Unternehmen oder unsere Mitstudierenden, viele fanden die Idee spannend und wollten mehr wissen.

Peter Zeller: In manchen Zoom-Meetings sassen sogar drei Leute einer Firma drin, weil sie das Potenzial gesehen haben. Wir haben gemerkt, dass viele uns und unser Thema ernst genommen haben.

Das war richtig motivierend. Was nehmt ihr persönlich mit?

Peter Zeller: Technik ist nie nur Technik. Es muss ver- netzt und kreativ gedacht werden, um voran- zukommen.

Zoe Abeln: Und: Mikroalgen sind zwar winzig, aber ihr Potenzial ist wirklich riesig.