Eine Mikrobe für alle Tanks?

Auch wenn Biokraftstoffe für viele eher ein neues Problem als die Lösung eines alten Problems darstellen: Das Rennen um den nicht-fossilen Sprit der Zukunft geht weiter. Den ganz großen Wurf hat gestern das US-amerikanische Start-up Joule Biotechnologies angekündigt. Mit Hilfe eines gentechnisch veränderten Mikroorganismus will es pro Jahr und Hektar Produktionsfläche rund 30.000 Liter Biokraftstoff herstellen. Im großen Stil aufgezogen, könnte mit dem „SolarFuel“ nach Angaben der Firma der gesamte Transportsektor der USA versorgt werden. Und mehr noch: Der neue Sprit soll nicht teurer werden als herkömmlicher und ohne die Nachteile bisheriger Biokraftstoffe möglich sein.

Die Mikroben sollen in speziell konstruierten Photobioreaktoren als Rohstoffe allein Kohlendioxid und Wasser benötigen. Ihre Energie aus dem Sonnenlicht ziehend, sollen sie aus beiden in einer gentechnisch umkonstruierten Photosynthese Ethanol oder andere Kraftstoffe erzeugen. Die werden dann mit üblichen chemischen Abscheidungsverfahren aus dem Reaktor herausgeholt.

Was wie die eierlegende Wollmilchsau für das Treibstoff- und CO2-Problem klingt, funktioniert offenbar zumindest im Labor. „Wir glauben, dass wir das erste Unternehmen sind, das wirklich eine Lösung für die Energieunabhängigkeit anzubieten hat“, erklärt Bill Sims, der neue Geschäftsführer von Joule Biotechnologies. „Und die Technologie ist in Kürze ausgereift.“ Der flache Labortank hat derzeit allerdings erst bescheidene Ausmaße.

Im Unterschied zum Mais-Ethanol, das in den USA seit einiger Zeit boomt, würden die Bioreaktoren deutlich weniger Landfläche und Wasser beanspruchen. Sims schätzt, dass eine Fläche von der Größe des texanischen „Panhandle“, einer Teilfläche des US-Bundesstaates etwa von der Größe der Republik Irland, ausreichen würde, um Ethanol für die gesamten USA zu produzieren.

Die erste große Pilotanlage soll Anfang 2010 gebaut werden und eine kommerzielle Ethanolproduktion ab Ende 2010 ermöglichen. Ab 2011 könnte nach den Plänen von Joule Biotechnologies dann eine industrielle Produktion aufgebaut werden.

Bislang hat die Firma laut Sims weniger als 50 Millionen Dollar Startkapital bekommen. Unter den Investoren sei die Firma Flagship Ventures, aber auch Mitarbeiter hätten Geld in dem Unternehmen angelegt. Eine neue Finanzierungsrunde solle in Kürze stattfinden.

Am nächsten kommt dem Verfahren von Joule Biotechnologies die Kraftstoffherstellung mittels Algen. Der mögliche Ertrag pro Hektar liegt hier bei 3000 bis 9000 Litern im Jahr. Nach Angaben der Firma verwende man aber keine Algen, sondern andere Mikroorganismen. Wie in Algentanks müssen diese ständig umgerührt werden, damit sie alle Sonnenlicht abbekommen. Im Unterschied zu Algen scheiden sie den Kraftstoff aber direkt aus, während jene aus dem Tank entfernt und zum gewünschten Kraftstoff weiter verarbeitet werden müssen.

David Berry, einer der Firmengründer, verrät zu dem geheimnisvollen Organismus nur, er sei so ausgewählt und verändert worden, dass er in Bioreaktoren gut wächst und robust gegen Hitze sei. Der Reaktor selbst sei konstruiert, dass man eine Überhitzung vermeiden könne, ein Problem, das bislang ähnliche Konzept plagt.

Leicht dürfte es Joule Biotechnologies aber nicht fallen, ihren Ansatz auf industriellen Größenordnungen auszudehnen können. Die Firma Green Fuels etwa scheiterte daran, Kraftstoff in Bioreaktoren wirtschaftlich zu produzieren, weil die Reaktoren zu teuer wurden. Eine Schwierigkeit dürfte auch sein, ob die Mikroorganismen eine konstante Produktionsrate aufrechterhalten. Bei Algen zum Beispiel könne es zu einem so rasanten Wachstum kommen, dass Sonnenlicht und Nährstoffe nicht mehr ausreichen und die Population im Reaktor zusammenbricht, warnt Jim Barber von Barber Associates, der zuvor Geschäftsführer von Metabolix war. Das Unternehmen stellt Chemikalien aus erneuerbaren Rohstoffen her.

Die Idee von der gentechnisch designten Supermikrobe verfolgen auch andere Unternehmen, so etwa Synthetic Genomics. Die Firma der Biotech-Koryphäe Craig Venter hat erst kürzlich eine Forschungskooperation mit dem Ölmulti ExxonMobil bekannt gegeben. Und Konkurrent Algenol hat den Chemieriesen Dow Chemical ins Boot geholt.

Andere Start-ups wie LS9, Amyris oder Butalco setzen ebenfalls auf Bakterien oder Hefen, die allerdings Biomasse als Rohstoff benötigen, nicht nur Kohlendioxid und Wasser. Butalco-Gründer Eckhard Boles, Mikrobiologe an der Uni Frankfurt, weist auf ein weiteres Problem hin: die Ethanol-Toleranz. Für natürliche Mikroben wirkt der Kraftstoff ab einer gewissen Konzentration toxisch. Um eine höhere Toleranz zu erreichen, müssen ebenfalls Gene umgebaut werden. Je mehr im Genom verändert werde, desto höher sei aber die Wahrscheinlichkeit, dass es etwas Unvorhergesehenes geschehe, sagt LS9-Berater Uwe Sauer von der ETH-Zürich. Eckhard Boles sieht jedenfalls erst einmal keinen Grund zu voreiliger Euphorie: „Da der Ansatz wohl gegenwärtig noch nicht einmal über den Labormaßstab rausgekommen ist, bin ich doch recht skeptisch, was die preislichen Kalkulationen und die Machbarkeit überhaupt angeht.“ (nbo)