Subitec: Globale Pioniere der Mikroalgenzüchtung (II)

Seit den 1960er Jahren werden Mikroalgen nicht nur experimentell, sondern auch technisch kultiviert – zunächst für spezialisierte Anwendungen wie Pigmente und Omega-3-Fettsäuren. Die Produktion erfolgte dabei sowohl in offenen Systemen im Außenbereich als auch in kleinen, kontrollierten Versuchsanlagen im Innenbereich. Vor rund 25 Jahren hat Subitec als Spin-off des Fraunhofer-Instituts begonnen, Mikroalgenkultivierung mit Flat-Panel-Airlift-Photobioreaktoren unter deutlich besser kontrollierbaren Bedingungen zu betreiben – reproduzierbar, standardisiert und automatisiert. 

Der Fokus lag lange auf einzelnen Inhaltsstoffen mit definierten Märkten. Diese Ansätze wurden in der Folge teilweise skaliert, blieben jedoch in ihrer Effizienz und wirtschaftlichen Tragfähigkeit begrenzt. Aktuell zeichnet sich ein Trend zur industriellen Biomasseproduktion ab, weil unterschiedliche Anwendungen und Prozessschritte innerhalb integrierter Systeme kombiniert werden. So entstehen mehrere Wertströme und die Skalierung wird wirtschaftlich darstellbar.

Entscheidend ist dabei nicht allein die Reaktortechnologie, sondern ihre Einbindung in industrielle Gesamtsysteme. Erst diese Integration ermöglicht es, kontrollierte Kultivierung in eine dauerhaft tragfähige, industrielle Biomasseproduktion zu überführen. Auch hier steht Subitec an der Schwelle einer weiteren Entwicklungsstufe mit industriellen Produktionssystemen, die große Volumen ermöglichen und gleichzeitig qualitativ hochwertige Produkte hervorbringen.

Weltweit sind mehr als 50 Anlagen mit Subitec‑FPA‑Reaktoren installiert und liefern wertvolle Erfahrungsdaten zur Skalierung. Seit mehr als 15 Jahren hören wir, dass Algen die Biomasse der Zukunft sind, aber es bewegt sich doch eher wenig. Was fehlt? 

Die technologische Grundlage ist seit Jahren vorhanden – und die wirtschaftlichen Potenziale sind klar erkennbar. Entscheidend ist die Einbindung in funktionierende Wertschöpfungssysteme mit verlässlichen Abnehmerstrukturen und skalierbaren Geschäftsmodellen. Der Eindruck, dass sich bislang vergleichsweise wenig bewegt hat, trifft nicht in allen Märkten gleichermaßen zu. Neben den etablierten europäischen Märkten gibt es auch in anderen Regionen – etwa in Asien, Nordamerika oder in standortspezifischen Projekten wie in Island mit besonders günstigen Rahmenbedingungen – deutlich sichtbare Entwicklungen und eine höhere Dynamik.

Was insgesamt noch fehlt, ist der breite Übergang von technologisch überzeugenden Einzelanwendungen in industriell tragfähige und dauerhaft skalierbare Marktstrukturen.

Sie sind mit ihren Flat-Panel-Airlift Reaktoren vor allem als High-End-Technologieanbieter für Lichtführung und CO₂-Versorgung bekannt geworden. Welche Anpassungen sind nötig, wenn Nährstoffe künftig systematisch aus industriellen Abwässern, Gärresten oder anderen Reststoffströmen stammen sollen? 

Wenn Nährstoffe aus Abwasser oder Gärresten kommen, arbeitet man nicht mehr mit definierten Medien, sondern mit stark variierenden Inputströmen. Das betrifft vor allem Nährstoffgehalte, Begleitstoffe und potenzielle Inhibitoren. Das bedeutet: Vorbehandlung wird wichtiger, und die Kultivierung muss solche Schwankungen abkönnen, ohne dass Produktivität oder Qualität einbrechen. Der eigentliche Anpassungsbedarf liegt damit weniger im Reaktor selbst als im Zusammenspiel aus Aufbereitung, Prozessführung und Monitoring.

In Ihrem CO₂-to-Biofuel-Ansatz koppeln Sie industrielle CO₂‑Quellen mit der Produktion von mikroalgenbasierten Lipiden. Wie weit sind Sie bei der Integration realer Punktquellen (z.B. Zement, Müllverbrennung, Chemie)? 

CO₂ aus Punktquellen einzubinden, ist technisch grundsätzlich möglich und kein limitierender Faktor. Relevant sind die Rahmenbedingungen: kontinuierliche Verfügbarkeit, konstante Zusammensetzung und die Frage, wie gut sich die Quelle in einen stabilen Produktionsbetrieb integrieren lässt. In der Praxis entscheidet sich das weniger an der Schnittstelle CO₂–Reaktor als am Gesamtsystem aus Quelle, Energieversorgung und Betrieb.

Wo sehen Sie die größten Wertschöpfungspotenziale in Algen‑Bioraffinerien, die Reststoffe nutzen: eher in hochwertigen Co‑Produkten (Pigmente, Speziallipide, funktionelle Inhaltsstoffe) oder in großvolumigen Rohstoffströmen (Kraftstoffe, Düngemittel, Bodenverbesserer)? 

Eine einseitige Ausrichtung funktioniert in der Praxis nicht: Über reine Volumenprodukte wie Kraftstoffe lassen sich solche Systeme in der Regel nicht wirtschaftlich darstellen, während Hochwertstoffe allein aktuell keine industrielle Skalierung tragen. Entscheidend ist daher die Kombination verschiedener Produktströme – hochwertige Produkte für frühe Erlöse und wirtschaftliche Stabilität, großvolumige Anwendungen für die Skalierung.

Welche Geschäftsmodelle könnten sich in urban-industriellen Räumen zuerst rechnen?

Welche Geschäftsmodelle sich dabei zuerst rechnen, lässt sich nicht pauschal auf „urban-industrielle Räume“ eingrenzen, da die Standortbedingungen zu unterschiedlich sind. Welche Modelle sich durchsetzen, hängt vielmehr stark von den jeweiligen Standortfaktoren ab. Neben der Anbindung an CO₂-Quellen spielen insbesondere Energieverfügbarkeit, Infrastruktur und Flächenzugang eine zentrale Rolle. Mikroalgen können dabei auch in nicht ackerbaulich nutzbaren Regionen kultiviert werden. Entsprechend entstehen relevante Projekte nicht ausschließlich in urban-industriellen Räumen, sondern auch in Regionen mit günstigen energetischen und räumlichen Bedingungen.

Das Gespräch mit Sören Mantel von Subitec führte Dr. Manuel Bauer.

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