Photosynthese reloaded

Eine winzige grüne Alge namens Chlamydomonas reinhardtii könnte einmal alle unsere Treibstoffprobleme lösen. So jedenfalls sieht es Tasios Melis von der Universität von Kalifornien. Algentypisch produziert die Minipflanze bei der Photosynthese von Zucker nebenbei etwas Wasserstoff – quasi zum Schutz seines Kraftwerks vor Überhitzung. Weltweit versuchen mehrere Forschergruppen, die Grünalgen dazu zu bringen, fast nur noch Wasserstoff zu produzieren. Dazu müsste die Effizienz dieses Prozesses um den Faktor 100 verbessert werden.

Es ist ein wenig so, als wollte man aus einer Uhr ein Karussell machen. Schwierig, und offenbar doch aussichtsreich. So aussichtsreich, dass das US-Energieministerium bereits einige Millionen Dollar im Jahr in diese Art Forschung investiert (neben zwölf weiteren für aussichtsreich erachteten neuen Solartechnologien). Und Wasserstoffalgen sind beileibe nicht die einzig mögliche biotechnische Antwort auf die Energiefrage. Eine vielversprechende Route ist die Nachahmung der Natur in Form des „künstlichen Blattes“ („artificial leaf“): Eine kleine Anlage, die mit ähnlich Methoden wie Pflanzen aus Kohlendioxid und Wasser Kraftstoff destilliert.

In einer Art Weckruf machte die Europäische Forschungsgemeinschaft ESF gestern auf die neuen Möglichkeiten aufmerksam. „Die EU und ihre Mitgliedsstaaten“, heißt es in ihrer Erklärung, sollten sich „mit einem mehrere Millionen Euro schweren Programm für die solargetriebene Produktion von Strom, Wasserstoff und anderen Treibstoffen engagieren“. Dies sei die „einzige dauerhaft nachhaltige Lösung zur Deckung des weltweiten Energiebedarfs“.

Die ESF, der 78 europäische Forschungsgesellschaften angehören, darunter etwa die altehrwürdige britische Royal Society oder die deutsche Max-Planck-Gesellschaft, sehen insgesamt drei aussichtsreiche Pfade der Solarenergieforschung: Neben dem künstliche Blatt und der Manipulation von Mikroorganismen zu pflanzlichen Tankstellen denken sie auch an die „Erweiterung und Anpassung der gegenwärtigen Photovoltaik“. Doch auch für letztere sei das genaue Studium der Photosynthese unverzichtbar. Dieser pflanzliche Prozess, dem wir bereits unsere fossilen Energievorräte verdanken, „birgt nun erneut unsere Rettung“.

Die ESF, die gleich eine „Task Force For Clean Solar Energy“ bildete, verweist auf eine „wachsende Überzeugung“ in Europa, dass bis 2050 bereits ein „großer Anteil unseres Treibstoffbedarfs von solchen künstlichen Blättern gedeckt wird“. Es gehe nur noch darum, wer die technologische Führerschaft über diese Schlüsseltechnik erringe. Die Wissenslücken sind freilich noch groß: Zwar wurden erste Teilschritte bereits erfolgreich imitiert, doch noch immer ist die Photosynthese nicht komplett verstanden.

Die Chancen der photosynthetischen Technologien stehen vermutlich nicht schlechter als die der Kernfusion, in die die Politik seit Jahrzehnten Milliardensummen pumpt. Nur muss für eine aussichtsreiche solare Grundlagenforschung weit weniger Geld in die Hand genommen werden.

Die steigende Abhängigkeit von fossilen Quellen in der Hand mehr oder weniger diktatorischer Regimes sollte eine weitere Motivation sein, der Photosynthese-Gemeinde eine Chance zu geben. Der eingangs erwähnte US-Forscher Melis hofft, dass seine Algen in ein paar Jahrzehnten den gesamten Treibstoffbedarf der USA auf einem Zehntel ihrer Anbaufläche für Soja erzeugen könnte. Selbst wenn er sich um eine Zehnerpotenz verhauen sollte, wäre die Ausbeute immer noch um Längen besser als bei Biodiesel oder Bioethanol. (wst)