Mikroalgen können durch Photosynthese Kohlendioxid aus Abgasen sowie Stickstoff, Phosphor und andere Schadstoffe aus Abwässern in Biomasse umwandeln. Forscher können Mikroalgenzellen zerstören und organische Bestandteile wie Öl und Kohlenhydrate daraus extrahieren, aus denen sich wiederum saubere Kraftstoffe wie Bioöl und Biogas herstellen lassen.
Übermäßige Kohlendioxidemissionen sind eine der Hauptursachen des globalen Klimawandels. Wie können wir den Kohlendioxidausstoß reduzieren? Können wir es beispielsweise „essen“? Kleine Mikroalgen haben einen solchen „guten Appetit“ und können Kohlendioxid nicht nur „fressen“, sondern es auch in „Öl“ umwandeln.
Die Frage, wie Kohlendioxid effektiv genutzt werden kann, ist zu einem zentralen Anliegen für Wissenschaftler weltweit geworden, und Mikroalgen, diese kleinen, uralten Organismen, haben sich als gute Helfer erwiesen, um Kohlenstoff zu binden und Emissionen zu reduzieren, da sie die Fähigkeit besitzen, „Kohlenstoff“ in „Öl“ umzuwandeln.

Kleine Mikroalgen können Kohlenstoff in Öl umwandeln.
Die Fähigkeit kleiner Mikroalgen, Kohlenstoff in Öl umzuwandeln, hängt mit ihrer Zusammensetzung zusammen. Die in Mikroalgen reichlich vorhandenen Ester und Zucker sind hervorragende Rohstoffe für die Herstellung flüssiger Kraftstoffe. Angetrieben von Sonnenenergie können Mikroalgen Kohlendioxid in energiereiche Triglyceride umwandeln. Diese Ölmoleküle eignen sich nicht nur zur Biodieselproduktion, sondern dienen auch als wichtige Rohstoffe zur Gewinnung nährstoffreicher ungesättigter Fettsäuren wie EPA und DHA.
Die Photosyntheseleistung von Mikroalgen ist derzeit die höchste aller Lebewesen auf der Erde und liegt 10- bis 50-mal höher als die von Landpflanzen. Schätzungen zufolge binden Mikroalgen jährlich rund 90 Milliarden Tonnen Kohlenstoff und 1380 Billionen Megajoule Energie durch Photosynthese. Die nutzbare Energie entspricht etwa dem 4- bis 5-Fachen des weltweiten Jahresenergieverbrauchs – ein enormes Ressourcenpotenzial.
China emittiert jährlich etwa 11 Milliarden Tonnen Kohlendioxid, wovon mehr als die Hälfte aus den Rauchgasen von Kohlekraftwerken stammt. Der Einsatz von Mikroalgen zur photosynthetischen Kohlenstoffbindung in Kohlekraftwerken kann die Kohlendioxidemissionen erheblich reduzieren. Im Vergleich zu herkömmlichen Technologien zur Emissionsminderung in Kohlekraftwerken zeichnen sich Mikroalgen-basierte Verfahren durch einfache Anlagentechnik, unkomplizierte Handhabung und Umweltfreundlichkeit aus. Darüber hinaus sind Mikroalgen weit verbreitet, leicht zu kultivieren und wachsen in Umgebungen wie Ozeanen, Seen, salzhaltigen Böden und Sümpfen.
Aufgrund ihrer Fähigkeit, Kohlendioxidemissionen zu reduzieren und saubere Energie zu produzieren, haben Mikroalgen sowohl im Inland als auch international große Beachtung gefunden.
Es ist jedoch nicht einfach, natürlich vorkommende Mikroalgen industriell für die Kohlenstoffbindung zu nutzen. Wie lassen sich Algen künstlich kultivieren? Welche Mikroalgen weisen eine höhere Kohlenstoffbindungsleistung auf? Wie kann die Kohlenstoffbindungseffizienz von Mikroalgen verbessert werden? Dies sind allesamt schwierige Probleme, die Wissenschaftler lösen müssen.