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Nutzung des wirtschaftlichen Potenzials mikroskopisch kleiner Algen

Mikroalgen stellen einen vielversprechenden Rohstoff für die nachhaltige Produktion von Lebensmittel-, Futtermittel- und Nichtlebensmittelerzeugnissen dar. Eine EU-Initiative trug mithilfe von Strategien zur Senkung der Produktionskosten und Steigerung des Wertes zu einer erfolgreichen Hochskalierung bei, um die Wirtschaftsleistung zu verbessern.
Nutzung des wirtschaftlichen Potenzials mikroskopisch kleiner Algen
Die hohen Kosten der verfügbaren Biomasse und der Mangel an geeigneten Bioraffinerietechnologien sind zwei Haupthindernisse auf dem Weg zur vollen Ausschöpfung des Potenzials von Algen. Die Senkung der Kosten für die Biomasseproduktion sowie der Aufbau effizienter Bioraffinerietechnologien und neuartiger Produkte stellen dabei Schlüsselfaktoren für die Beschleunigung der Entwicklung und Ausweitung des Algensektors dar.

Das EU-finanzierte Projekt MIRACLES hat es sich zum Ziel gesetzt, diese Hürden „durch Innovations- und Technologieentwicklung im Bereich der Algenproduktion und -verarbeitung sowie durch die Erschließung neuer Produkte zu überwinden“, so Projektkoordinator Dr. Hans Reith.

Mikroalgen: Eine natürliche Ressource mit riesigem Potenzial

Dem Konsortium gelang es erfolgreich technologische Innovationen zu entwickeln und zu demonstrieren, um die Kosteneffizienz der Algenproduktion, -ernte und -verarbeitung zu verbessern. Es formulierte gewinnbringende Multi-Produkt-Konzepte für Bioraffinerien und führte eine Reihe neuer Algenspezialitäten für Lebensmittel-, Aquakultur- und Nichtlebensmittelanwendungen ein.

Die Projektpartner erarbeiteten außerdem Technologien zur Konzentration von CO₂ aus der Luft für das Algenwachstum sowie zur Optimierung von Zielprodukten in Algenbiomasse und zur Kostensenkung beim Anbau und der Ernte. Durch Bioprospektion an extremen Standorten wählten sie neue, robuste industrielle Stämme aus.

Die Arbeit wurde durch eine umfassende Einschätzung der Marktchancen, eine techno-ökonomische Bewertung, die Entwicklung ganzheitlicher Bioraffinerie-Designs und -Szenarien sowie von Geschäftsplänen zur vollständigen Verwertung der Algenbiomasse unterstützt. Konkret integrierten die Forscher die Ergebnisse in acht Bioraffinerie-Szenarien, von der Biomasseproduktion bis hin zu kommerzialisierbaren Produkten, die Technologien und Daten enthielten, die während des Projekts entwickelt wurden. Anschließend fand eine Beurteilung der Szenarien anhand ihrer Kosten und ihrer Rentabilität statt.

Die Ergebnisse zeigen, dass eine 10 000 Tonnen umfassende Multi-Produkt-Mikroalgen-Bioraffinerie ein wirtschaftliches Potenzial birgt. Im Vergleich dazu sind Ein-Produkt-Bioraffinerien ähnlicher Größe weit davon entfernt, rentabel zu sein. Die Algenproduktion ist ein wichtiger Kostenfaktor, der je nach Szenario zwischen 60 % und 85 % der Gesamtkosten liegt.

Kommerzialisierung von Mikroalgen

Die Forscher erstellten eine Bewertung der Umweltleistung dieser Multi-Produkt-Bioraffineriekonzepte. Eine Lebenszyklusanalyse quantifizierte wichtige Umweltauswirkungen und identifizierte den Energieverbrauch als den wichtigsten Brennpunkt beim Anbau und der Weiterverarbeitung von Mikroalgen. Um zukünftige Technologien zu verbessern, sollten Strategien zur Energieeinsparung, Kostensenkungen und Produktivitätsoptimierungen beim Anbau und der Verarbeitung im Vordergrund stehen.

Das Projektteam nahm eine Analyse vor, um die gesellschaftlichen Vorteile von Algenanbau und -nutzung besser zu verstehen. Darüber hinaus wurde eine Umfrage zur Einstellung und Erwartungshaltung der Verbraucher gegenüber Algenprodukten durchgeführt. Insgesamt sind die Verbraucher aufgeschlossen und interessiert an Algenprodukten. Die Bedenken beziehen sich hauptsächlich auf einen möglichen Fehlgeschmack oder Fehlgeruch sowie auf die Reinheit (Giftstoffe, Schadstoffe). Daher müssen Maßnahmen wie eine Qualitätskontrollpolitik und eine angemessene Kommunikation ergriffen werden, um den Verbrauchern zu versichern, dass ihre Anliegen Gehör finden.

MIRACLES erzielte eine Reihe von nutzbaren Ergebnissen, zu denen Technologien, neue Produktanwendungen und Geschäftsmodelle gehören, die durch einen Marketing- und Geschäftsplan unterstützt wurden. „Die Ergebnisse tragen dazu bei, die Kluft zwischen den Produktionskosten und dem Marktwert von Algenspezialitäten zu vergrößern“, so Dr. Reith. „Dies belegt die wirtschaftliche Machbarkeit und potenzielle Rentabilität eines Mikroalgen-Unternehmens.“ Er erklärt, dass weitere FuE erforderlich ist, um die entwickelten Technologien und Produkte im industriellen Maßstab zu validieren und zu demonstrieren. Patente stehen noch aus, und neue wirtschaftliche und Folgeprojekte werden in Erwägung gezogen.

Durch die Kombination von Kostenreduzierung und Wertschöpfung wird MIRACLES dazu beitragen, den Algensektor innerhalb der Bioökonomie hochzuskalieren und zu vergrößern, die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Meeresbiotechnologie-Industrie zu stärken und sie für Investitionen attraktiver zu machen. „Zudem wird auch die EU-Strategie für blaues Wachstum von den im Rahmen des Projekts geschaffenen nachhaltigen Arbeitsplätzen sowie dem Wachstum der Mikroalgen-Biotechnologie und des Aquakultursektors profitieren“, schließt Dr. Reith.

Schlüsselwörter

MIRACLES, Mikroalgen, Biomasse, Bioraffinerie, Bioprospektion
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